JP2001500799A - 選択自在のウエブ横断パーフォレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パーフォレータ組立体は、ウエブの一方の面の側に配置されたバックアップローラと、反対の面の側に回動自在に保持されたパーフナイフを有する。バックアップローラは、該路らの周りに緊張状態に巻回されたウエブの走行速度に実質的に整合した一定の表面速度で回転する。サーボモータがパーフナイフを回動させてウエブ及びバックアップローラに係合させ、その後はバックアップローラがパーフナイフをバックアップローラとのニップ領域を通して搬送し、それによってパーフナイフがウエブに当接したとき速度を落とすことなくウエブに穿孔することができる。次いで、パーフナイフは、更に回動してウエブとの係合から離脱し、引き続き加速しながらセンサーに到達する。それによって、センサーがトリガーされ、サーボモータがパーフナイフに制動トルクを付与するように指令し、パーフナイフを原位置で休止させる。このように、バックアップローラは、パーフナイフがニップ領域近くの、バックアップローラ上のウエブとの係合点にまで回転されると、パーフナイフに係合してそれをウエブの走行速度と同じ速度に維持するエネルギー貯留機構として機能する。パーフナイフはバックアップローラとの接触によって受動的に同期化されるので、バックアップローラとパーフナイフとは、両者の間に慣性の高い歯車列を機械的に連結する必要なしに、異なる回転直径で回転させることができる。従ってパーフナイフの慣性を大幅に小さくすることができ、従って、簡単なサーボモータによって、パーフナイフを迅速応答時間でウエブに係合させることができ、比較的迅速な復原時間で原位置に戻すことができ、更に、バックアップローラの回転に対して、ウエブがナイフの近傍を通過する、任意に選択された時点で作動させることができる。本発明を組み入れるのに好ましい印刷装置は、エレクトログラフィック印刷装置である。エレクトログラフィック印刷装置においては、印刷されたウエブにパーフォレーションを形成するためにパーフナイフを作動させるための時間同期は、電子プリンター駆動信号によって行われる。位置センサーが、サーボモータの制動を同期させ、パワーサイクルをロックし、迅速な応答と、１００ｆｔ／分以上の速度で走行するウエブへの正確な穿孔を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 選択自在のウエブ横断パーフォレータ発明の分野 本発明は、連続ウエブプリンター（以下、単に「ウエブプリンター」とも称す る）に使用されるパーフォレーターに関し、特に、ウエブの移動方向を横断する 方向のパーフォレーション（鑽孔、目打ち、ミシン目、切り取り線など）の線を 形成するパーフォレータ（穿孔機）に関する。そのようなパーフォレータは、例 えば、ビジネス用書式用紙の切り離しセクション（紙片部分）や、広告用印刷物 の切り離しクーポンや、一セクション（部分）を他のセクションからきれいに切 り離すことができるようにした印刷物を必要とするその他のアプリケーションの ためのパーフォレーション線を形成するために、ウエブ印刷装置のサブ組立体と して用いられる。ここで、「連続ウエブ」又は「ウエブ」とは、ロール等に巻か れていて連続的に繰り出される帯状の紙、プラスチック又はその他の材料のこと をいう。従って、「連続ウエブプリンター」又は「ウエブプリンター」とは、ウ エブに印刷するための印刷機のことである。発明の背景 大抵の印刷プロセス、特に、多色刷りを必要とする印刷プロセスは、印刷シー トのサイズに対する印刷グラフィックの正確な位置合せ（例えば、両端揃え）を 必要とする。そのために、連続ウエブプリンターの場合、各印刷ステーションの 正確な位置ぎめと、各印刷ステーションの刷ローラ、刷シリンダー（刷胴）又は その他の像転写機構の画像部分を同期させることが必要である。このことは、又 、パーフォレーションを施し、ウエブを最終サイズのシートに切断するための、 印刷ライン中の関連するパンチ機構、穿孔機構（パーフォレータ）及び切断機構 との同様な位置合わせ又は同期を必要とする。現在実際に用いられているウエブ プリンターは、大径のロールから繰り出されるプラスチック、新間紙又はその他 の紙等のウエブ材（帯状材料）を１つ又は複数の印刷ステーションに順次に通し 、印刷した後、ただし、最終のシート状に切断する前に、パンチ又は穿孔する。 連続した印刷ウエブは、通常、アイドラーローラ等を用いることによって常時印 刷表面に緊張状態を維持することができ、その結果、画然とした印刷の形状寸法 及び配置を得ることができ、各印刷及び切断ステーション間に安定した間隔を維 持することができる。 従来のプリンターにおいて、印刷物に穿孔する（パーフォレーションを形成す る）１つの方法は、ウエブを硬鋼バックアップ（受け）ローラと、幅狭のパーフ ォレーション（穿孔ナイフ）（以下、単に「パーフナイフ」又は「ナイフ」とも 称する）を担持したパーフローラ（穿孔ローラ）と称されるローラの２つのロー ラの間に通し、パーフローラをバックアップとの間のニップにおいて紙（ウエブ ）に回転接触させて紙を穿孔する方法である。バックアップとパーフローラとは 、反対方向に、しかし、ウエブの移動速度と等しい速度に設定された同一の周速 度で回転するように、固定的な機械的歯車機構等によって連結される。２つのロ ーラの歯車連結は、両ローラの速度が等しくなることを保証するので、両ローラ は、それらの間の静止した状態のニップにおいてウエブに接触することになり、 従って、パーフローラのナイフがニップ領域において接線方向に移動するウエブ に回転接触してもウエブ（紙）を剪断したり引き裂いたりするおそれがない。し かしながら、このような態様に連結された１対のローラは、物理的慣性が比較的 高い、扱いにくい（大きくて重く持ち運びにくい）機械的組立体であり、紙との 係合のタイミングや間隔に関して融通性を制限される。このローラ組立体は、従 って、比較的固定された（変化の少ない）又は反復したパーフォレーションパタ ーンを形成するか、あるいは、小数の所定位置の群にパーフォレーションを施す のには極めて有効であるが、利用範囲が限定される。発明の概要 従って、印刷装置のためのより融通性の高いパーフォレータ組立体を提供する ことが望ましい。 この目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、バックアップロー ラをウエブの一方の面の側に配置し、パーフローラのナイフ（以下、単に「パー フナイフ」とも称する）をバックアップローラとの接触から離脱した原位置に回 転自在に保持するように構成したパーフォレータ組立体を提供する。バックアッ プローラは、ウエブの表面速度に実質的に合致した一定の表面速度で回転する。 ウエブは、バックアップローラの周りに緊張状態に巻回され、バックアップロー ラ上に支持される。パーフォレーションの線を形成するには、サーボモータによ ってパーフナイフをバックアップローラ上のウエブに係合する位置へ押し出す。 それによって、ナイフは、バックアップローラとの係合によって駆動され、バッ クアップローラと係合した状態でニップ領域を通って回転し続け、ウエブを穿孔 する（ウエブにパーフォレーションを形成する）。パーフナイフが更に回転し続 けると、ウエブとの係合から離脱し、センサーの位置に到達すると、センサーが サーボモータの電流の逆転をトリガーし、ナイフに制動（ブレーキ）トルクを与 える。次いで、ナイフは、原位置で休止し、次の作動サイクルを開始する準備完 了状態となる。 このように、バックアップローラは、パーフナイフがニップ領域近くの、バッ クアップローラ上のウエブとの係合点にまで回転されると、パーフナイフに係合 してそれを所定速度に維持するエネルギー貯留機構として機能する。パーフナイ フを駆動するサーボモータは、パーフナイフをウエブの速度に近い適正な速度で 迅速にウエブに係合させるのに足るだけのトルク推力を与え、次いで、制動点と 原位置との間でナイフに逆方向の制動トルクを与えさせすればよい。サーボモー タは、全体の反復サイクル時間を短縮するために、ナイフがニップ領域を通過し た後、制動点に達するまでナイフを加速し続けるようにすることが好ましい。重 要なことは、パーフナイフは、歯車によってではなく、バックアップローラとの 接触によって受動的に同期化されるので、バックアップローラをパーフナイフと は異なる、好ましくは大きい直径上で回転させることができ、従ってパーフナイ フの慣性を大幅に小さくすることができる。特に、パーフナイフがローラ又はそ の他のホルダーにクランプされている場合、ホルダーは、ウエブの全幅に沿って 穿孔力を維持するのに足る程度の曲げ剛性を有するものであればよく、大径の中 実体である必要もなければ、慣性の高い、機械的な連結歯車列を必要とすること もない。従って、パーフナイフを迅速応答時間でウエブに係合させることができ 、比較的迅速な復原時間で原位置に戻すことができ、更に、バックアップローラ の回転に対して任意の適当な位相関係で、即ちウエブがナイフの近傍を通過する 、任意に選択された時点で作動させることができる。 本発明を組み入れた好ましい印刷装置としては、エレクトログラフィック印刷 装置がある。エレクトログラフィック印刷装置においては、画像は、例えば、一 連の画像多重（マルチプレックス）電気駆動信号によって駆動される多重電極印 刷カートリッジを用いて、電気的に制御された潜像作像又は直接印刷によって創 生される。このような構成を有する一般的なプリンターとしては、「イオングラ フィック又は電荷移動」式プリンター、レーザープリンター等の多数のプリンタ ーがあり、これらを総称してエレクトログラフィックプリンターと称することが できる。この実施形態では、プリンターの作像部から得られるライン同期信号が 、適正なオフセット（偏差）をもってパーフナイフの作動を開始するための制御 信号を供給する。 本発明の上記目的及び発明の内容は、添付図を参照して以下に記述する本発明 の実施形態の説明から一層明らかになろう。図面の簡単な説明 図１は、従来技術の印刷装置を示す。 図２は、図１の装置に用いられるような従来のパーフォレータ組立体を示す。 図３は、本発明のパーフォレータ組立体の一実施形態を示す。 図４は、図３のパーフォレータ組立体の代表的な作動サイクルにおける回転速 度を示す。 図５、５Ａ及び５Ｂは、図３のパーフォレータ組立体に適用されたパーフナイ フホルダーを示す。発明の詳細な説明 本発明の構造及び利点を理解するための一助として、まず、図１及び２に示さ れた従来技術の印刷及び穿孔装置を説明する。図１に示された印刷・穿孔装置１ は、新聞印刷用紙又はその他の紙等のウエブ材の大径供給ロールＷＲから連続し た印刷基材のウエブＷを供給し、ウエブを装置１の１つ又は複数の印刷ステーシ ョン１０，２０／・・・を通して送り、それらの印刷ステーションにおいてウエ ブにグラフィック又は本文像を転写し、次いで、ウエブをシートの形に切断する 直前に、パーフォレータ（穿孔装置）５０に通してウエブに穿孔、パンチ又はそ の他の機械的加工を施すように構成されている。ウエブは、その後、切断処理装 置６０へ送られる。切断処理装置６０は、ウエブを書籍、小冊子、又は新聞紙サ イズ等の規格サイズに切断し、このプリンター（印刷・穿孔装置）の最終印刷物 を積重し、折り畳み、分類し、製本し、又はその他の処理を施すことができる。 一般に、パーフォレーションは、ウエブの幅方向に、又は、ウエブの移動方向 に平行に、又は両方向に施される。書類又は書式用紙の一セクションを手で切り 離して申込用紙、チケット、又は返信用紙等の別個の書類として使用することが できるようにする場合、ウエブ横断パーフォレーション（ウエブの幅方向、即ち 、ウエブの移動方向を横断する方向のパーフォレーション）が用いられることが 多い。ウエブの移動方向に形成されるパーフォレーションも、同様な機能を果た すことができ、小クーポン、グラフィックウインドウ、又はその他の囲まれた長 方形区画のような長方形の切り離しセクションを形成するためにウエブ横断パー フォレーションと組み合わせて用いることができる。 図２は、移動するウエブにウエブ横断パーフォレーションを施すための従来の 代表的なパーフォレータ組立体を示す。この装置においては、基本的に鋭利な歯 を有する櫛であるパーフナイフ２が、第１ローラ即ちパーフローラＡに固定され 、第２ローラ即ちバックアップＢは、ローラＡに対置して剛性フレームに取り付 けられている。これらのローラは、ウエブの速度で駆動される。即ち、両ローラ は、それぞれのローラに取り付けられた駆動歯車Ｇ₁，Ｇ₂によって常に同期して 即ち、ウエブと同じ速度で、互いに反対向きに（時計方向と、反時計方向に）回 転するように連結されており、それによって、両ローラ間のニップが実質的に静 止した接触領域を画定するようになされている。しかしながら、先に述べたよう に、このような構成は、高い慣性を有し、パーフナイフがローラに固定されてお りローラと同期して作動されるので、パーフォレーションの形成タイミング及び 間隔等に関して融通性を制限される。 図３は、本発明によるウエブ横断パーフォレータ組立体５５を示す。パーフォ レータ組立体５５は、アイドラーローラ５７ａ，５７ｂを介してウエブＷを架け 渡すためのバックアップローラ５６と、バックアップローラ５６に対置して配置 されたパーフナイフ組立体５８を含む。パーフナイフ組立体５８は、ローラ５６ と対置した所定位置に軸受を固定するための１対のピローブロック（軸台）を備 えたフレームのような固定取付台と、パーフナイフ６５を回動又は枢動させてバ ックアップローラ５６に沿って通るウエブに当接させウエブを穿孔することがで きるようにパーフナイフ６５を保持する枢動又は回動ナイフホルダー６２を含む 。回動ナイフホルダー６２は、パーフナイフ６５を真直ぐに保持する高い曲げ剛 性の支持体を構成する。ナイフホルダー６２は、パーフナイフと複数の調節締め つけねじ及び調節ジャッキを嵌め込むための溝を有する直径約１ｉｎ（２５．４ ｍｍ）のスチール軸のような軸又はローラであってよい。パーフナイフをそのよ うな軸又はローラに取り付ける態様自体の詳細は周知であり、例えば、かんなの 刃を成形機や木材加工機に保持するのに用いられるような構造と同じであり、こ こでこれ以上詳しく説明する必要はない。一般に、パーフナイフは、バックアッ プローラ５６に均一に接触するように取り付けられ、薄いばね鋼で作られた多少 可撓性のブレードであり、バックアップローラ５６に対してほぼ１〜１０ミルの 予負荷を与えるように調節され、それによって、ナイフが薄いウエブＷにナイフ ブレードの全幅に亘って穿孔するのに十分な力で安定的に圧接するようになされ る。 図３に示されるように、原動力源は、バックアップローラ５６に供給され、バ ックアップローラ５６を常時ウエブＷの走行速度に実質的に等しい一定速度でＲ 方向に回転させる。ただし、回動ナイフホルダー６２は、ローラ５６に連結され ておらず、パーフナイフ６５をウエブＷにもバックアップローラ５６にも接触さ せない休止状態にある。パーフナイフ６５がホルダー６２の枢動点（図示せず） から外方へ突出している距離は、枢動点からローラ５６の表面までの離隔距離よ り長いが、パーフナイフ６５は、その原位置にあるときは、ウエブＷに近接して はいるが、接触していない。 好ましい実施形態では、図５に仮想線で示されているサーボモータＳが回動ナ イフホルダー６２に連結され、電気的に付勢されてナイフ６５を上方へ回動させ てウエブに係合させる。ナイフブレード自体、例えば厚さ約０．６５ｍｍ、高さ 約２．３ｃｍのばね鋼で作られ、代表的な実施形態では、ウエブＷの幅より僅か に長い、ほぼ２６ｃｍの長さ（ウエブの幅方向の長さ）を有する。このナイフブ レードは、軸受に支承された軸に組み込まれた可撓性の鋸状又は櫛状ブレードで あり、その軸は、一原型（プロトタイプ）実施形態では、バックアップローラ５ ６の直径の２分の１より小さい、ほぼ３６ｍｍの最大外形を有するものとした。 その場合の、バックアップローラ５６の質量は、ナイフホルダー６２の４倍を超 える大きさであり、両者の回転慣性の差は、４倍以上である。このように両者の 間にサイズの大きな差があるので、パーフナイフ６５がウエブに係合したときバ ックアップローラ５６が枢動ナイフホルダー６２にエネルギーを結合し、図２に みられる従来技術におけるように２つのローラ（５６と６２）間に直接駆動連結 が内にも関わらず、パーフナイフをウエブと一緒にウエブと実質的に同期させて （ウエブと同じ速度で）連行する。更に、パーフナイフは、薄いばね鋼製である から、ローラ５６に係合すると撓み湾曲することができるので、移動する繊細な ウエブに引っ掻き傷等をつけるほどの高い剛性を必要とせず、ウエブに施すべき パーフォレーション線の全長に亘って高い圧力を維持する。 パーフナイフの作動は、以下の通りである。ウエブＷ上の穿孔すべき位置がパ ーフォレータ組立体５５のニップに近づいてくると、サーボモータＳが作動され て軸６２をその原位置から上向きに回動させてパーフナイフ６５をバックアップ ローラ５６の回転速度に近い速度にまで迅速に加速してウエブＷ及びバックアッ プローラ５６に係合させる。パーフナイフ６５は、ウエブに係合すると、走行す るウエブの運動によってウエブと一緒に連行され、更なる角速度（回転速度）の 加速を受けてウエブと同期して移動し、接触ニップを通過してウエブとの係合か ら離脱する。ナイフは、更に回動し続けると、パーフナイフ組立体５８のフレー ム又はハウジングに配置されている第１センサー６８を通過し、それによって制 御回路をトリガーしてサーボモータＳに付与されている電流を逆転させる。その 結果、サーボモータＳは、軸即ちナイフホルダー６２の回転を制動して徐々に減 速させる。ナイフ６５が第２位置に達すると、第２センサー６９がナイフの存在 を検出し、サーボモータＳに電磁ロックが作用されてナイフホルダー６２をロッ クし、ナイフをセンサー６９の位置又はそれを僅かに越えた所定位置に固定する 。 原位置と称されるこの停止位置は、パーフナイフがウエブに係合する地点より 約π／６ラジアンしたであり、ナイフを作動位置へ迅速に加速するのに十分にウ エブに近接した待機位置である。原型実施形態では、サーボモータの始動からナ イフの穿孔作業及び制動を経て原位置に復帰するまでの全サイクルを実施する所 要時間は、約９０ミリ秒であり、ニップ領域を通過するウエブに対して１秒間に 約１０回の穿孔を実施することができる。ナイフホルダー６２を原位置にロック することによって、ナイフをバックアップローラ５６との係合状態へ推進させる ための準備完了状態で固定位置に維持することができる。サーボモータを反復し て駆動させることによって、ナイフを１ミリ秒以下の精度でもって正確な瞬間時 点でウエブとの係合位置へもたらすことができる。これは、パーフォレーション を今日の産業界で現在容認されているパーフォレーションの許容幅内に収めるの に十分な精度であることが判明した。 図４は、代表的なサイクル中のパーフナイフホルダーの移動態様を示す。横座 標は、速度をプロットしたものであり、縦座標は、時間又は回転位置（角度位置 ）をプロットしたものであり、０°の原位置から始動したナイフの各位置におけ る角度を示す。原点は、ウエブとの接触区間の前の３１°の位置である。図に示 されるように、ナイフホルダー６２は、サーボモータＳによって原位置での休止 状態から始動され、３１°の位置に回転するまで加速され、この時点でパーフナ イフがウエブに係合する。ウエブは、バックアップローラ５６と同期して、即ち バックアップローラ５６によって連行される。バックアップローラ５６は、この 原型実施形態では、１７８ＲＰＭ、即ち２７．５ｉｎ／秒の表面速度で回転する 直径２．９４０ｉｎの硬鋼製ローラである。かくして、ナイフは、３１°の位置 でウエブに接触したとき、バックアップローラ５６に係合し、次いで、穿孔衝撃 の強いインパルスを受けるにも拘わらず、約５°の間ウエブの速度と同じ速度で 円滑に連行された。その間、アイドラーローラはウエブをバックアップローラに 密着した状態に維持するので、ナイフ６５のウエブに対する引き裂き作用は起こ らない。その後、駆動加速は、３００°の位置に配置されている制動センサー（ セル）６８の位置に達するまで継続した。ナイフが３００°の制動位置に達した とき、ステッパーモータ即ちサーボモータＳへの駆動電流が逆転され、ナイフホ ルダー６２を減速してナイフ６５を原位置へ戻し、その位置でサーボモータＳの アーマチャーがロックされてナイフを静止状態に保持した。図４に示されるよう に、初期駆動インパルスは、ナイフを十分な速度に加速するが、その後のナイフ の回転速度は、ウエブに引き裂き傷をつけないような速度（ウエブの走行速度と 同じ）とされる。全サイクルの所要時間は、約９０ミリ秒であり、ナイフの始動 （回転開始）時から穿孔時点までの先行期間は総サイクル時間（約９０ミリ秒） の約半分である。この先行時間の長さは、サーボ駆動電流（サーボモータを駆動 するための電流）を一定とした場合一定であったが、電流が変動する時間は僅か 約１ミリ秒間であった。かくして、パーフォレーションを上記ウエブ速度で僅か ３．５ｉｎの間隔で、産業界の現行許容範囲内の見当合わせで形成することがで きる。 この構造によれば、パーフホルダーは、バックアップローラが完全に１回転す る前に１サイクルを完了することができ、１頁上の数カ所にパーフォレーション を施すように、あるいは、異なる頁の異なる部位にパーフォレーションを施すよ うに作動させることができるので、印刷作業ラインをアレンジする場合、又は、 最終印刷物を作成する場合、両面印刷のレイアウト、書式用紙の設計等の分野や 、印刷物を作成するその他の面での融通性を大幅に拡大することができる。 図４において注目すべきことは、ニップ領域においてナイフと重いバックアッ プローラ５６との係合中角速度が平坦になる区間（図４のグラフ参照）を除いて 、サーボモータは積極的にパーフホルダー６２を加速又は減速させることである 。サーボモータは、０°の原位置から制動センサー６８の位置まで連続的に駆動 させることができ、制動センサー６８の位置に達した時点で、サーボモータへの 駆動電流を逆転させる。図４のグラフは、実質的に直線のグラフ曲線を示してい るが、実際は、このグラフ曲線平坦区間（ニップ領域）の左右両側の、パーフホ ルダーがサーボモータによって駆動される区間は、通常は、サーボモータのエネ ルギー出力特性と、パーフホルダーの速度依存回転エネルギーにより、僅かな曲 線となる。 図５は、図４のテストに用いられた装置のパーフホルダーの構造の詳細を示す 。図５に示されるように、回動パーフホルダー６２は、ウエブの全幅に亘って延 長する総体的に中実の円筒軸又はローラであり、その内部にパーフナイフ６５を 支持するための幅広の平坦面６３が、例えば、フライス加工によって形成されて いる。平坦面６３には、その表面に対して垂直に複数の第１穴６３ａが平坦面６ ３の長手に沿って間隔を置いて形成されており、第１穴６３ａに対して垂直方向 に該軸を貫通して複数の第２穴６５ａが穿設されている。第１穴６３ａは、締め つけボルトを受容するためのねじ穴であり、第２穴６５ａは、ジャッキねじを受 容するためにそれらの穴の全長の少なくとも一部分にねじを刻設されている。ジ ャッキねじ穴６５ａは、面６３の平面内で、図５Ａの断面図に符号Ｂで示される ナイフの位置の下に中心を有する。図５Ａに示されるように、この軸には、更に 、ナイフが取り付けられる側とは反対側の外周に平坦面Ｆがフライス加工で形成 されており、この平坦面Ｆにジャッキねじ穴６５ａが形成されている。更に、軸 ６２の外周面の一側縁６８が削除されており、パーフナイフホルダー組立体６２ の総慣性質量を更に減少させる。 図５Ｂは、バックアップローラ５６及びアイドラーらローラ即ちガイドローラ ５７ａ，５７ｂを含む印刷装置に組み入れられたパーフナイフホルダー組立体６ ２の断面図であり、パーフナイフ６５及びクランプバー６２ａを示す。クランプ バー６２ａは、軸６２の面６３の全長に沿う長さを有する断面ほぼ三角形の中実 角柱であり、ナイフを面６３に締めつけるための複数のねじ穴６３ａに整合する 間隔で深い止め穴を有している。クランプバー６２ａは、パーフナイフ６５に対 する剛性の支持を与え、平坦面６８に関してほぼ相似形をなすことによりバラン スを良くする。又、クランプバー６２ａは、ウエブの印刷面からのクリアランス を大きくし、組立体６２の軽量化にも貢献する。 図５Ｂに示されるように、パーフローラ６２とバックアップローラ５６とは、 分割平面Ｐ内の平行な軸線上に位置しており、パーフナイフ６５が分割平面Ｐを 通って回転し、ローラ５６に接触するのとちょうど同時にウエブに接触するよう に配置されている。かくして、ナイフは、ウエブがローラ５６に緊張して平坦に 圧接された状態にあるときにのみウエブに接触し、２〜５°の弧の範囲の短い円 弧（「接触弧」と称する）に亙って接触した状態に保たれる。次いで、ナイフホ ルダー組立体６２は、制動され、図５Ｂに示される原位置に戻る。 図５〜５Ｂは、市販の金属素材を機械加工しカスタマイズすることによって組 み立てた原型装置を示すが、本発明は、より経済的な製造工程で製造される機素 を用いて、あるいは、パーフォレータの性能を高めるために特別に選択された材 料を用いて実施することが望ましい。例えば、ナイフホルダーとして図５の鋼製 軸６２に代えて軽量の、例えば鋳造マグネシウム製のものを用いることによって 質量、従ってサイクル時間を数分の１に短縮することができる。更に、パーフナ イフの作動をウエブの画像部分に同期させることについては、ここでは簡単に説 明しただけであるが、そのような同期は、慣用の工程中ウエブ同期技法又は見当 合わせ技法によって実施することができることは、当業者には明らかであろう。 それらの同期技法としては、例えば、印刷ライン電気信号による同期技法、ウエ ブ自体に見当合わせマーク（トンボ）を記しておいてそれを検出することによる 同期技法等がある。 以上、本発明を実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した実 施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、いろいろな実施形態が可能で あり、いろいろな変更及び改変を加えることができることを理解されたい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月２１日（１９９８．１０．２１） 【補正内容】 請求の範囲 １． 印刷物のウエブを穿孔するためのパーフォレータ組立体であって、 回転エネルギーを貯留するための一定の慣性質量を有し、実質的に一定速度で 連続的に回転するバックアップローラと、 ウエブを該バックアップローラとの接触領域に亘って緊張させるための緊張手 段と、 接触ニップ領域において該バックアップローラに前記ウエブを介して干渉嵌め 関係で回動自在に係合する位置に該バックアップローラに対置して懸架されたパ ーフナイフと、 前記バックアップローラの慣性質量より相当に小さい慣性質量を有し、前記パ ーフナイフを取り付けた回動自在の組立体と、 前記パーフナイフを前記接触ニップ領域において前記ウエブを穿孔するために 前記バックアップローラに係合させ、該パーフナイフが該バックアップローラと の係合により該ウエブと同期して移動されウエブを引き裂くことなくきれいに穿 孔するように、該パーフナイフを回転経路に沿って該ウエブに接触させるべく選 択的に加速させるための加速手段と、 から成るパーフォレータ組立体。 ２． 前記パーフナイフを前記ウエブとの係合から離脱した原位置に休止さ せるための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパーフォレー タ組立体。 ３． パーフナイフを加速させるための前記加速手段は、電動サーボモータ を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のパーフォレータ組立体。 ４． 前記サーボモータは、前記回動自在の組立体を前記原位置における停 止状態から、該組立体を前記バックアップローラに係合させる位置へ回動させる とき該バックアップローラの前記一定速度とほぼ同じ速度にまで駆動するエネル ギーをもって作動されることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のパーフォレ ータ組立体。 ５． 前記サーボモータは、前記パーフナイフを前記バックアップローラに 係合させる前に加速させ、係合した後該パーフナイフを減速し、該バックアップ ローラが実質的に一定速度で連続的に回転しているのに対して、該パーフナイフ を各穿孔作業と次の穿孔作業との間休止位置に置くことを特徴とする請求の範囲 第３項に記載のパーフォレータ組立体。 ６． 前記加速手段は、前記パーフナイフを加速して前記ウエブに接触させ 、接触後該パーフナイフを更に加速させ、それによって各穿孔作業と次の穿孔作 業との間の戻り時間を短縮するように作動される電動モータを含むことを特徴と する請求の範囲第１項に記載のパーフォレータ組立体。 ７． 請求の範囲第１項に記載のパーフォレータ組立体を含むパーフォレー タ装置であって、ウエブに印刷するためのプリンターと、該プリンター及び前記 加速手段に接続されており、前記ウエブへの穿孔作業を該プリンターによって印 刷された画像に関して同期させるための電子制御手段を含むことを特徴とするパ ーフォレータ装置。 ８． 前記バックアップローラは、一定速度で回転し、前記パーフナイフは 、各穿孔作業と次の穿孔作業との間で加速し、減速することを特徴とする請求の 範囲第７項に記載のパーフォレータ装置。 ９． 前記一定速度は、２５ｉｎ／秒より高い表面速度であることを特徴と する請求の範囲第８項に記載のパーフォレータ装置。 １０． 請求の範囲第１項に記載のパーフォレータ組立体を含むパーフォレー タ装置であって、前記加速手段は、前記バックアップローラ上を走行するウエブ の１頁上に複数のパーフォレーション線を形成するために短いサイクル時間で前 記パーフナイフ該ウエブに係合する位置へ移動させることを特徴とするパーフォ レータ装置。 １１． 請求の範囲第１項に記載のパーフォレータ組立体を含むパーフォレー タ装置であって、前記加速手段は、前記ウエブの異なる頁の異なる位置に穿孔す るように所定の時点で前記パーフナイフを移動させることを特徴とするパーフォ レータ装置。 １２． 印刷物の移動するウエブにウエブ横断パーフォレーションを形成する 方法であって、 相当に大きい剛性と一定の慣性質量を有し、ウエブ移動経路に沿って延長した ウエブに接触して実質的に一定の速度で回転するバックアップローラを準備し、 該バックアップローラに対置して、該バックアップローラとニップ領域におい て干渉接触する位置へ回動させることができるように配置された、前記バックア ップローラより相当に小さい回転慣性を有する回動自在のパーフナイフ組立体を 懸架し、 前記パーフナイフ組立体を前記ウエブ移動経路内の接触位置へ積極的に加速し て、パーフナイフを前記バックアップローラに歯車連結する必要なしにバックア ップローラとの接触によって駆動させて該パーフナイフを前記ウエブと同期して 前記ニップ領域を通して受動的に搬送させ、それによって、該パーフナイフ組立 体を選択自在の位相と高められた速度で回動させて該ウエブにウエブ横断パーフ ォレーションを形成することを特徴とする方法。 １３． 前記バックアップローラの慣性質量は、前記パーフナイフ組立体のそ れの少なくとも４倍であることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４． 前記パーフナイフをパーフナイフ戻りサイクル中前記一定速度より速 い表面速度から積極的に減速させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１ ２項に記載の方法。 １５． 前記パーフナイフをパーフナイフ戻りサイクルの第１部分中積極的に 加速させる工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。 １６． 前記パーフナイフをパーフナイフ戻りサイクルの第２部分中積極的に 減速させる操作を含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 １７． 前記パーフナイフ組立体を加速させる前記工程は、パーフナイフが前 記接触位置に到達したときパーフナイフを前記バックアップローラの前記一定速 度にまで加速する操作を含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 留機構として機能する。パーフナイフはバックアップロ ーラとの接触によって受動的に同期化されるので、バッ クアップローラとパーフナイフとは、両者の間に慣性の 高い歯車列を機械的に連結する必要なしに、異なる回転 直径で回転させることができる。従ってパーフナイフの 慣性を大幅に小さくすることができ、従って、簡単なサ ーボモータによって、パーフナイフを迅速応答時間でウ エブに係合させることができ、比較的迅速な復原時間で 原位置に戻すことができ、更に、バックアップローラの 回転に対して、ウエブがナイフの近傍を通過する、任意 に選択された時点で作動させることができる。本発明を 組み入れるのに好ましい印刷装置は、エレクトログラフ ィック印刷装置である。エレクトログラフィック印刷装 置においては、印刷されたウエブにパーフォレーション を形成するためにパーフナイフを作動させるための時間 同期は、電子プリンター駆動信号によって行われる。位 置センサーが、サーボモータの制動を同期させ、パワー サイクルをロックし、迅速な応答と、１００ｆｔ／分以 上の速度で走行するウエブへの正確な穿孔を可能にす る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． パーフォレータ組立体であって、 一定の慣性質量を有し、実質的に一定速度で回転するバックアップローラと、 ウエブを該バックアップローラとの接触領域に亘って緊張させるための緊張手 段と、 該バックアップローラに前記ウエブを介して干渉嵌め関係で回動自在に係合す る位置に該バックアップローラに対置して懸架されたパーフナイフと、 該パーフナイフを前記接触領域において前記ウエブを穿孔するために前記バッ クアップローラに係合させ、該パーフナイフが該バックアップローラとの係合に より該ウエブと同期して移動されウエブを引き裂くことなくきれいに穿孔するよ うに、該パーフナイフを選択的に回動させて該ウエブに接触させるための回動手 段と、 から成るパーフォレータ組立体。 ２． 前記パーフナイフを前記ウエブとの係合から離脱した原位置に休止さ せるための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパーフォレー タ組立体。 ３． パーフナイフを選択的に回動させるための前記回動手段は、電動サー ボモータを含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のパーフォレータ組立 体。 ４． 前記パーフナイフは、前記バックアップローラの慣性質量より相当に 小さい慣性質量を有する回動自在の組立体に取り付けられていることを特徴とす る請求の範囲第３項に記載のパーフォレータ組立体。 ５． 前記サーボモータは、前記回動自在の組立体を前記原位置における静 止状態から、前記パーフナイフを前記バックアップローラに係合させる位置へ該 組立体を回動させた時点では該バックアップローラの前記一定速度とほぼ同じ速 度にまで駆動するエネルギーをもって作動されることを特徴とする請求の範囲第 ４項に記載のパーフォレータ組立体。 ６． 前記バックアップローラは、常時一定速度で回転しているのに対して 、前記サーボモータは、前記パーフナイフを前記バックアップローラに係合させ る前に前記回動自在の組立体を加速させ、係合した後該組立体を減速し、該パー フナイフを各穿孔作業と次の穿孔作業との間休止位置に置くことを特徴とする請 求の範囲第４項に記載のパーフォレータ組立体。 ７． 前記回動手段は、前記パーフナイフを加速して前記ウエブに接触させ 、接触後該パーフナイフを更に加速させ、それによって各穿孔作業と次の穿孔作 業との間の戻り時間を短縮するように作動される電動モータを含むことを特徴と する請求の範囲第１項に記載のパーフォレータ組立体。 ８． パーフォレータ装置であって、 回転エネルギーを貯留するためのエネルギー貯留手段と、 ウエブを該エネルギー貯留手段と一緒に移動するように懸架するための懸架手 段と、 前記エネルギー貯留手段に近接して配置されたパーフナイフと、 穿孔サイクルを開始するために前記パーフナイフを移動させて前記ウエブに接 触させるための移動手段と、 から成り、前記エネルギー貯留手段は、前記ウエブを引き裂くことなく穿孔する ように前記パーフナイフを該ウエブと同期させて穿孔区間を通して回動させ、該 パーフナイフは、該穿孔区間以外の区間では該エネルギー貯留手段から機械的に 脱結合されており、穿孔作業を実行するために該エネルギー貯留手段とは独立し て前記接触位置へ推進されることを特徴とするパーフォレータ装置。 ９． パーフォレータ装置であって、 回転エネルギーを貯留するためのエネルギー貯留手段と、 ウエブをニップ領域において該エネルギー貯留手段に接触して移動するように 懸架するための懸架手段と、 前記ニップ領域に近接して配置されたパーフナイフと、 前記エネルギー貯留手段とは独立しており、エネルギー貯留手段が前記パーフ ナイフに係合して該パーフナイフを前記ニップ領域を通して前記ウエブと同期さ せて実質的に一定の速度で移動させて穿孔作業を完了させるように、該パーフナ イフを該ウエブに接触する位置へ移動させるためのパーフナイフ移動手段と、 から成るパーフォレータ装置。 １０． ウエブに印刷するためのプリンターと、該プリンター及び前記パーフ ナイフ移動手段に接続されており、前記ウエブへの穿孔作業を該プリンターによ って印刷される画像に関して同期させるための電子制御手段を含むことを特徴と する請求の範囲第９項に記載のパーフォレータ装置。 １１． 前記エネルギー貯留手段は、前記パーフナイフの回転慣性より大きい 回転慣性を有するバックアップローラであることを特徴とする請求の範囲第１０ 項に記載のパーフォレータ装置。 １２． 前記バックアップローラは、一定速度で回転し、前記パーフナイフは 、各穿孔作業と次の穿孔作業との間で加速し、減速することを特徴とする請求の 範囲第１１項に記載のパーフォレータ装置。 １３． 前記一定速度は、２５ｉｎ／秒より高い表面速度であることを特徴と する請求の範囲第１２項に記載のパーフォレータ装置。 １４． 前記パーフナイフ移動手段は、１頁上に複数のパーフォレーション線 を形成するように前記パーフナイフを移動させることを特徴とする請求の範囲第 ９項に記載のパーフォレータ装置。 １５． 前記パーフナイフ移動手段は、異なる頁の異なる位置に穿孔するよう に所定の時点で前記パーフナイフを移動させることを特徴とする請求の範囲第９ 項に記載のパーフォレータ装置。 １６． 移動するウエブにウエブ横断パーフォレーションを形成する方法であ って、 一定の慣性質量を有し、ウエブ移動経路に沿って延長したウエブに接触して実 質的に一定の速度で回転するバックアップローラを準備し、 該バックアップローラに対置して、該バックアップローラとニップ領域におい て干渉接触する位置へ回動させることができるように配置された回動自在のパー フナイフ組立体を懸架し、 前記パーフナイフ組立体を前記ウエブ移動経路内の接触位置へ積極的に駆動し て，パーフナイフを前記バックアップローラに歯車連結する必要なしにバックア ップローラとの接触によって駆動させて該パーフナイフを前記ウエブと同期して 前記ニップ領域を通して受動的に搬送させ、それによって、該パーフナイフ組立 体を選択自在の位相と高められた速度で回動させて該ウエブにウエブ横断パーフ ォレーションを形成することを特徴とする方法。 １７． 前記バックアップローラの慣性質量は、前記パーフナイフ組立体のそ れの少なくとも４倍であることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８． 前記パーフナイフ組立体を積極的に駆動する前記工程は、パーフナイ フをパーフナイフ戻りサイクル中前記一定の速度より速い表面速度にまで積極的 に減速させる操作を含むことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の方法。 １９． 前記パーフナイフ組立体を積極的に駆動する前記工程は、更に、該パ ーフナイフをパーフナイフ戻りサイクル中積極的に加速させる操作を含むことを 特徴とする請求の範囲第１６項に記載の方法。 ２０． 前記パーフナイフ組立体を積極的に駆動する前記工程は、更に、該パ ーフナイフをパーフナイフ戻りサイクル中積極的に減速させる操作を含むことを 特徴とする請求の範囲第１９項に記載の方法。