JP2000071427A - 印刷加工機の加減速装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加速または減速に必要とする時間が短く、生産
性や作業性を低下させることがない印刷加工機の加減速
装置または方法の提供。 【解決手段】ウェブの移送を行ってウェブに印刷および
／またはその他の加工を行う印刷加工機において前記ウ
ェブの移送速度を加速または減速する印刷加工機の加減
速方法であって、加減速の加速度を漸次変化させて加減
速を開始する加減速開始過程および／または加減速の加
速度を漸次変化させて加減速を終了する加減速終了過程
を有する印刷加工機の加減速方法。およびその方法を適
用した印刷加工機の加減速装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェブを移送する
技術の分野に属する。特に、ウェブの移送速度を加速ま
たは減速する加減速装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウェブの移送を行ってウェブに印刷およ
び／またはその他の加工を行う印刷加工機において、現
在の移送速度を変更して新たに設定した移送速度にウェ
ブの移送速度を加速または減速することが行われる。こ
の場合、現在の移送速度から一定の加速度で加速または
減速が行われ、新たに設定した移送速度に到達するとそ
の加速または減速を停止する。

【０００３】この従来における加速の過程をグラフとし
て図５と図６に示す。図５と図６に示すグラフにおい
て、横軸は時刻ｔを表す。時刻ｔ１において加速を開始
し、時刻ｔ２において加速を終了（停止）する。縦軸は
ウェブを移送する速度ｕを表す。現在の（加速を開始す
る前の）移送速度は速度ｕ１であり、新たに設定した移
送速度は速度ｕ２である。図５に示す加速の過程は加速
度が大きい場合を示し、図６に示す加速の過程は加速度
が小さい場合を示す。

【０００４】図５と図６に示すグラフにおいて、ウェブ
を移送する速度ｕは時刻ｔの関数ｕ（ｔ）である。図５
と図６に示すように、関数ｕ（ｔ）は、加速を開始する
時刻ｔ１から加速を終了する時刻ｔ２の区間において直
線となっている。すなわち、その区間における関数ｕ
（ｔ）の微分値は定数となっており、加速度が一定（定
数）であることを示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来はこのように加速
または減速が行われており、図５に示すように加速度が
大きい場合には、加速または減速を開始するときと終了
するときの急激な加速度変化によりウェブのテンション
変動が生じている。この急激なウェブのテンション変動
に起因して、印刷加工機における印刷見当のずれ、ラミ
ネートのムラ、等を引き起こし、生産品の品質に悪影響
を与えている。その悪影響を回避または軽減するため、
これまでは、図６に示すように、加速度を小さく設定す
ることによりウェブのテンション変動の幅を小さくする
ことが行われる。しかし、その反面で加速または減速に
必要とする時間が長くなるため、生産性や作業性を低下
させることとなる。

【０００６】そこで本発明の目的は、加速または減速に
必要とする時間が短く、生産性や作業性を低下させるこ
とがない印刷加工機の加減速装置または方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【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。すなわち、本発明における第１
の形態の印刷加工機の加減速装置は、ウェブの移送を行
ってウェブに印刷および／またはその他の加工を行う印
刷加工機において前記ウェブの移送速度を加速または減
速する印刷加工機の加減速装置であって、前記ウェブを
移送する移送手段と、時系列の目標移送速度を入力して
前記ウェブの移送速度が前記目標移送速度と一致するよ
うに前記移送手段を制御する追従制御手段と、加減速の
加速度を漸次変化させて加減速を開始する加減速開始部
分および／または加減速の加速度を漸次変化させて加減
速を終了する加減速終了部分を含む時系列の前記目標移
送速度を生成する目標移送速度生成手段と、を有するよ
うにしたものである。

【０００８】本発明によれば、目標移送速度生成手段に
より加減速の加速度を漸次変化させて加減速を開始する
加減速開始部分および／または加減速の加速度を漸次変
化させて加減速を終了する加減速終了部分を含む時系列
の目標移送速度が生成され、追従制御手段により前記時
系列の目標移送速度が入力され前記ウェブの移送速度が
前記目標移送速度と一致するように移送手段が制御さ
れ、前記移送手段によりウェブが移送される。すなわ
ち、ウェブは移送速度を変更するときに、加減速の加速
度を漸次変化させて加減速を開始し終了するから、急激
な加速度変化を起こさない。したがって、加速または減
速に必要とする時間が短く、生産性や作業性を低下させ
ることがない印刷加工機の加減速装置が提供される。

【０００９】また、本発明における第２の形態の印刷加
工機の加減速装置は、第１の形態の印刷加工機の加減速
装置において、前記目標移送速度生成手段は、前記ウェ
ブの移送速度の設定値である設定移送速度と、前記ウェ
ブの移送速度の現在値である現在移送速度と、を入力し
て、前記設定移送速度と前記現在移送速度との差異をな
くすように前記時系列の目標移送速度を生成するように
したものである。本発明によれば、前記目標移送速度生
成手段により前記ウェブの移送速度の設定値である設定
移送速度と、前記ウェブの移送速度の現在値である現在
移送速度と、が入力され、前記設定移送速度と前記現在
移送速度との差異をなくすように前記時系列の目標移送
速度が生成される。したがって、現在移送速度から設定
移送速度に移送速度を変更することができる。

【００１０】また、本発明における第３の形態の印刷加
工機の加減速装置は、第２の形態の印刷加工機の加減速
装置において、前記目標移送速度生成手段は、下記の数
２に基づいて前記目標移送速度を生成するようにしたも
のである。

【数２】 ただし、ｖ（ｔ） ； 本発明における移送速度（目標
移送速度） τ ； 移動平均をとる時間間隔 ｔ ； 時刻 ｕ（ｔ） ； 従来における移送速度 ｔ１ ； 加減速開始時刻 ｔ２ ； 加減速終了時刻 ｕ１ ； 現在移送速度 ｕ２ ； 設定移送速度 本発明によれば、前記目標移送速度生成手段により加減
速の加速度を漸次変化させて加減速を開始し終了する目
標移送速度が、上記の数２に基づいて生成される。な
お、目標移送速度と実際の移送速度とは異なるものであ
るが、駆動系と制御系の設計により問題ない値まで差異
を小さくすることができるから、その意味において実質
的に同一であると見なすことができる。

【００１１】また、本発明における印刷加工機の加減速
方法は、ウェブの移送を行ってウェブに印刷および／ま
たはその他の加工を行う印刷加工機において前記ウェブ
の移送速度を加速または減速する印刷加工機の加減速方
法であって、加減速の加速度を漸次変化させて加減速を
開始する加減速開始過程および／または加減速の加速度
を漸次変化させて加減速を終了する加減速終了過程を有
するようにしたものである。本発明によれば、加減速開
始過程および／または加減速終了過程により加減速の加
速度を漸次変化させて加減速が開始し終了するから、急
激な加速度変化を起こさない。したがって、加速または
減速に必要とする時間が短く、生産性や作業性を低下さ
せることがない印刷加工機の加減速方法が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明について実施の形態
により説明する。本発明を適用して好適な結果が得られ
る印刷機（印刷加工機の印刷機部分）の一例を図４に示
す。図４において、１は第１給紙装置、２はインフィー
ドローラ、３は第１印刷ユニット、４は第２印刷ユニッ
ト、５はアウトフィードローラ、６は巻取装置、８はウ
ェブである。また、１１は第１給紙装置１のモータ、２
１はインフィードローラ２のモータ、３３は第１印刷ユ
ニット３の版胴、３４は第１印刷ユニット３の圧胴、４
３は第２印刷ユニット４の版胴、４４は第２印刷ユニッ
ト４の圧胴、５１はアウトフィードローラ５のモータ、
２３と５３はダンサローラ、６１は巻取装置６のモータ
である。

【００１３】まず、図４に示す印刷機の全体の構成につ
いて説明する。図４に示すように、ウェブ８は第１給紙
装置１において巻取体から巻解かれインフィードローラ
２から第１印刷ユニット３に送給される。第１給紙装置
１において巻取体を支持する軸にはモータ１１によって
逆回転トルクが与えられており、この逆回転トルクによ
ってウェブ８は第１給紙装置１とインフィードローラ２
との間の給紙部においてテンションが与えられる。逆回
転トルクの大きさは給紙部におけるウェブ８のテンショ
ンの検出値を所定値とするように制御されている。

【００１４】インフィードローラ２はウェブ８を挟持す
る着状態と開放する脱状態に変移可能なニップローラと
一体で用いられる。インフィードローラ２はモータ２１
によって回転駆動される。着状態においてはインフィー
ドローラ２の回転による周面速度とウェブ８の移送速度
は一致する。脱状態においては、インフィードローラ２
の回転による制約をウェブ８は受けない。ダンサローラ
２３はウェブ８を折り返しウェブ８にテンションを加え
るとともに変移する構造を有する。印刷が行われる通常
状態においては、インフィードローラ２のモータ２１は
ダンサローラ２３のローラ位置を所定の位置とするよう
に回転速度が制御されている。この制御により、インフ
ィードローラ２と第１印刷ユニット３との間のウェブ８
の経路長とテンションが所定値に保持される。品目の切
替が行われるときのインフィードローラ２の動作につい
ては後述する。

【００１５】図４において圧胴３４が版胴３３に対して
着状態となっていることから判るように、第１印刷ユニ
ット３は現品目を印刷する印刷ユニットである。すなわ
ち、ウェブ８には第１印刷ユニット３において印刷が行
われる。ウェブ８の移送速度はこの第１印刷ユニット３
の版胴３３の周面の速度と一致する。ウェブ８の移送に
係わる他の部分、たとえばインフィードローラ２やアウ
トフィードローラ５はこの速度に追従するように駆動さ
れる。また、図４において圧胴４４が版胴４３に対して
着状態となっていることから判るように、第２印刷ユニ
ット４も現品目を印刷する印刷ユニットである。

【００１６】図４に示すように第１印刷ユニット３と第
２印刷ユニット４はともに１つのメインモータ７１によ
って駆動される。メインモータ７１の回転は原動軸（ラ
インシャフト）に伝達され、さらにその原動軸から版胴
３３と版胴４３とに伝達される。したがって、版胴３３
と版胴４３とは厳密に回転速度が一致している。ウェブ
８の移送速度はこのメインモータ７１の回転速度によっ
て決定され、メインモータ７１の回転速度を加減速する
ことによって、ウェブ８の移送速度も加減速が行われ
る。

【００１７】第１印刷ユニット３と第２印刷ユニット４
を通過したウェブ８はアウトフィードローラ５から送出
される。アウトフィードローラ５の動作はインフィード
ローラ２の動作とほとんど同じであり、これにより第２
印刷ユニット４とアウトフィードローラ５との間のウェ
ブ２０１の経路長とテンションが所定値に保持される。
さらにウェブ８は移送されて巻取装置９によって巻き取
られ巻取体を形成する。

【００１８】図４には印刷機の部分だけが示されている
が、印刷済みのウェブに対して後加工を行う加工機をこ
の印刷機にインライン接続することができる。たとえ
ば、コーティング装置、乾燥装置、ラミネータ、等をイ
ンライン接続することができる。インライン接続する場
合には、通常は、アウトフィードローラ５と巻取装置９
の間のウェブ８の経路において加工機をインライン接続
する。

【００１９】次に、図４に示す印刷機を一例として、図
４に示す印刷機のような印刷加工機に適用する本発明の
加減速装置について説明する。本発明の印刷加工機の加
減速装置はウェブ８を移送する移送手段と、時系列の目
標移送速度を入力してウェブ８の移送速度が目標移送速
度と一致するように移送手段を制御する追従制御手段
（図示せず）と、加減速の加速度を漸次変化させて加減
速を開始する加減速開始部分および／または加減速の加
速度を漸次変化させて加減速を終了する加減速終了部分
を含む時系列の目標移送速度を生成する目標移送速度生
成手段（図示せず）と、を有する。

【００２０】図４において、ウェブ８を移送する移送手
段は、直接的には、第１印刷ユニット３の版胴３３およ
び／または第２印刷ユニット４の版胴４３とそれらを駆
動するメインモータ７１等からなる駆動装置である。な
ぜなら、前述したように、この版胴３３と版胴４３の回
転速度によってウェブ８の移送速度が決定するからであ
る。他のウェブ８の移送に係わる全ての部分も、当然、
ウェブ８を移送する移送手段に含まれる。しかし、版胴
３３と版胴４３の回転速度に追従する動作を行う、いわ
ば従属的な移送手段である。

【００２１】メインモータ７１は、たとえばＡＣサーボ
モーターであり、そのＡＣサーボモーターはモータドラ
イバー（図示せず）によって駆動される。モータドライ
バーは制御された交流（通常は多相交流）の電力を生成
し、そのＡＣサーボモーターに供給する。ＡＣサーボモ
ーターには、その軸回転を検出する回転検出器（タコジ
ェネレータ）が設けられており、回転検出器は回転速度
信号を出力する。モータドライバーの制御部分としては
各種の方式が存在する。たとえば回転速度信号を入力し
て目標回転速度と一致するように制御を行う方式、増減
信号が入力されている間だけ回転速度を所定の加速度で
増減する制御を行う方式、プログラムされた回転速度パ
ターンにしたがって回転速度を変化する制御を行う方
式、等が存在する。

【００２２】ウェブ８の移送速度を検出する移送検出器
によって実際のウェブ８の移送速度を検出することがで
きる。一方、ＡＣサーボモーターの回転速度とウェブ８
の移送速度とは比例関係を有する。したがって、ＡＣサ
ーボモーターの回転速度から想定されるウェブ８の移送
速度を演算することができる。また、ウェブ８の移送速
度から想定されるＡＣサーボモーターの回転速度やウェ
ブ８の目標移送速度からＡＣサーボモーターの目標移送
速度において想定される回転速度を演算することができ
る。

【００２３】追従制御手段は、通常は、ウェブ８の移送
速度として移送検出器によって実際に検出したウェブ８
の移送速度を用いる。その場合には、追従制御手段はそ
の移送速度と目標移送速度との差異を演算し、差異をな
くすように操作量を移送手段に出力する。たとえば増減
信号が入力されている間だけ回転速度を所定の加速度で
増減する制御を行う前述の方式のモータドライバーであ
れば、操作量は増減信号である。またたとえば回転速度
信号を入力して目標回転速度と一致するように制御を行
う前述の方式であれば、操作量は目標回転速度の変更量
である。追従制御手段は、移送速度と目標移送速度との
差異から、その移送速度の差異に相当するＡＣサーボモ
ーターの回転速度の差異として変更量を演算する。

【００２４】一般的ではないが、追従制御手段がＡＣサ
ーボモーターの回転速度から想定されるウェブ８の移送
速度を用いる場合にも、上記と同様に行うか、簡略化し
て行うことができる。簡略化としては、たとえば回転速
度信号を入力して目標回転速度と一致するように制御を
行う前述の方式であれば、ウェブ８の目標移送速度から
ＡＣサーボモーターの目標移送速度において想定される
回転速度を演算し、その回転速度をＡＣサーボモーター
の目標回転速度とすればよい。

【００２５】目標移送速度生成手段は、加減速の加速度
を漸次変化させて加減速を開始する加減速開始部分およ
び／または加減速の加速度を漸次変化させて加減速を終
了する加減速終了部分を含む時系列の目標移送速度を生
成する。また、目標移送速度生成手段は、前記ウェブの
移送速度の設定値である設定移送速度と、前記ウェブの
移送速度の現在値である現在移送速度と、を入力して、
前記設定移送速度と前記現在移送速度との差異をなくす
ように前記時系列の目標移送速度を生成する。

【００２６】すなわち、設定移送速度が与えられると、
現在移送速度から加減速を行って所定の時間の間にその
設定移送速度に到達する時間をパラメータとする速度関
数を想定することができる。この速度関数は、一般的に
は、無限に存在する。本発明においては、その速度関数
の形に制約を与える。現在移送速度から設定移送速度に
到達する時間は不必要に長くならないほうがよいのであ
るから、速度関数は単調増加関数または単調減少関数で
ある。また、加速度が漸次変化する関数であるために
は、その速度関数を時間で微分して得られる加速度関数
は、加減速開始部分以前の時刻において、また加減速終
了部分以降の時刻において加速度関数が“０”であるこ
と、そして、加減速を行っている時刻においては連続関
数でなければならない。すなわち、本発明においは、速
度関数は常に（加減速以前、加減速中、加減速以降にお
いて）１次微分関数が連続関数である。

【００２７】上記の制約条件を充たす速度関数は、簡単
に述べると、加速の場合には“Ｓ字”を描く関数であ
り、減速の場合には“逆Ｓ字”を描く関数である。たと
えば、目標移送速度生成手段は、下記の数３に基づいて
前記目標移送速度を生成する。

【数３】 ただし、ｖ（ｔ） ； 本発明における移送速度（目標
移送速度） τ ； 移動平均をとる時間間隔 ｔ ； 時刻 ｕ（ｔ） ； 従来における移送速度 ｔ１ ； 加減速開始時刻 ｔ２ ； 加減速終了時刻 ｕ１ ； 現在移送速度 ｕ２ ； 設定移送速度

【００２８】なお、すでに説明したように目標移送速度
と実際の移送速度とは異なるものである。しかし、前述
のような印刷加工装置の較正においては、駆動系と制御
系の設計により問題ない値まで差異を小さくすることが
できる。したがって、その意味において実質的に同一で
あると見なすことができる。

【００２９】上記の数３によって得られる本発明におけ
る移送速度ｖ（ｔ）と従来における移送速度ｕ（ｔ）を
グラフとして図１に示す。図１に示すように、本発明に
おける移送速度ｖ（ｔ）の加速開始部分は、時刻ｔ１に
おいて現在移送速度である速度ｕ１から加速を開始する
が、加速度（速度の時間微分値）すなわち移送速度ｖ
（ｔ）の傾きは“０”から漸次増加して、移送速度ｕ
（ｔ）の傾きと同一の傾きとなる。一方、従来における
移送速度ｕ（ｔ）の加速開始部分は移送速度ｕ（ｔ）の
傾きが“０”から直ちに一定の値となる加速度の急変部
分を有する。

【００３０】また、図１に示すように、本発明における
移送速度ｖ（ｔ）の加速終了部分は、時刻ｔ２におい
て、その傾きは移送速度ｕ（ｔ）の傾きと同一の傾きか
ら漸次減少して設定移送速度である速度ｕ２において
“０”となる。一方、従来における移送速度ｕ（ｔ）の
加速終了部分は速度ｕ２となる時刻ｔ２において一定の
傾きから直ちに“０”となる加速度の急変部分を有す
る。

【００３１】本発明を適用して加速を行った場合の印刷
における縦見当変動の実測値をグラフとして図２に示
す。また、本発明を適用せず従来の加速を行った場合の
印刷における縦見当変動の実測値をグラフとして図３に
示す。図２に示すように、本発明を適用して加速を行っ
た場合には縦見当変動の変動幅は約０．１５ｍｍであ
る。定常移送速度の場合の縦見当変動の変動幅が約０．
１ｍｍであるから、この変動幅は僅かな増加に過ぎな
い。これに対して、図３に示すように、従来の加速を行
った場合には、加速開始部分と加速終了部分の後方部分
において特に顕著な縦見当変動が見られ、その変動幅は
０．３ｍｍである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加速ま
たは減速に必要とする時間が短く、生産性や作業性を低
下させることがない印刷加工機の加減速装置および方法
が提供される。また、本発明における第２の形態の印刷
加工機の加減速装置によれば、現在移送速度から設定移
送速度に移送速度を変更することができる。また、本発
明における第３の形態の印刷加工機の加減速装置によれ
ば、目標移送速度生成手段により加減速の加速度を漸次
変化させて加減速を開始し終了する目標移送速度が、下
記の数４に基づいて生成される。

【数４】 ただし、ｖ（ｔ） ； 本発明における移送速度 τ ； 移動平均をとる時間間隔 ｔ ； 時刻 ｕ（ｔ） ； 従来における移送速度 ｔ１ ； 加減速開始時刻 ｔ２ ； 加減速終了時刻 ｕ１ ； 現在移送速度 ｕ２ ； 設定移送速度

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における移送速度ｖ（ｔ）と従来におけ
る移送速度ｕ（ｔ）をグラフとして示した図である。

【図２】本発明を適用して加速を行った場合の印刷にお
ける縦見当変動の実測値をグラフとして示す図である。

【図３】本発明を適用せず従来の加速を行った場合の印
刷における縦見当変動の実測値をグラフとして示す図で
ある。

【図４】本発明を適用して好適な結果が得られる印刷機
（印刷加工機の印刷機部分）の一例を示す図である。

【図５】従来における加速（加速度が大）の過程をグラ
フとして示す図である。

【図６】従来における加速（加速度が小）の過程をグラ
フとして示す図である。

【符号の説明】

１ 第１給紙装置 ２ インフィードローラ ３ 第１印刷ユニット ４ 第２印刷ユニット ５ アウトフィードローラ ６ 巻取装置 ８ ウェブ １１ 第１給紙装置１のモータ ２１ インフィードローラ２のモータ ３３ 第１印刷ユニット３の版胴 ３４ 第１印刷ユニット３の圧胴 ４３ 第２印刷ユニット４の版胴 ４４ 第２印刷ユニット４の圧胴 ５１ アウトフィードローラ５のモータ ５３ ダンサローラ ６１ 巻取装置６のモータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェブの移送を行ってウェブに印刷および
   ／またはその他の加工を行う印刷加工機において前記ウ
   ェブの移送速度を加速または減速する印刷加工機の加減
   速装置であって、 前記ウェブを移送する移送手段と、 時系列の目標移送速度を入力して前記ウェブの移送速度
   が前記目標移送速度と一致するように前記移送手段を制
   御する追従制御手段と、 加減速の加速度を漸次変化させて加減速を開始する加減
   速開始部分および／または加減速の加速度を漸次変化さ
   せて加減速を終了する加減速終了部分を含む時系列の前
   記目標移送速度を生成する目標移送速度生成手段と、 を有することを特徴とすると印刷加工機の加減速装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の印刷加工機の加減速装置に
   おいて、前記目標移送速度生成手段は、前記ウェブの移
   送速度の設定値である設定移送速度と、前記ウェブの移
   送速度の現在値である現在移送速度と、を入力して、前
   記設定移送速度と前記現在移送速度との差異をなくすよ
   うに前記時系列の目標移送速度を生成することを特徴と
   する印刷加工機の加減速装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の印刷加工機の加減速装置に
   おいて、前記目標移送速度生成手段は、下記の数１に基
   づいて前記目標移送速度を生成することを特徴とする印
   刷加工機の加減速装置。 【数１】 ただし、ｖ（ｔ） ； 本発明における移送速度（目標
   移送速度） τ ； 移動平均をとる時間間隔 ｔ ； 時刻 ｕ（ｔ） ； 従来における移送速度 ｔ１ ； 加減速開始時刻 ｔ２ ； 加減速終了時刻 ｕ１ ； 現在移送速度 ｕ２ ； 設定移送速度
4. 【請求項４】ウェブの移送を行ってウェブに印刷および
   ／またはその他の加工を行う印刷加工機において前記ウ
   ェブの移送速度を加速または減速する印刷加工機の加減
   速方法であって、加減速の加速度を漸次変化させて加減
   速を開始する加減速開始過程および／または加減速の加
   速度を漸次変化させて加減速を終了する加減速終了過程
   を有することを特徴とすると印刷加工機の加減速方法。