JP2003080679A

JP2003080679A - グラビア印刷機における加減速時の見当誤差発生防止のための制御方法及び制御装置

Info

Publication number: JP2003080679A
Application number: JP2001271967A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Kamitaki; 謙二郎上滝; Shinya Hamada; 慎哉濱田
Original assignee: SHI Control Systems Ltd
Current assignee: SHI Control Systems Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-19
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: JP4767457B2

Abstract

(57)【要約】【課題】印刷速度の加減速に伴う見当誤差の発生を軽
減することのできるグラビア印刷機の制御方法を提供す
る。【解決手段】印刷基材の加減速に際し、各版胴におい
ては当該版胴に入る印刷基材の印刷速度ｖとその加速度
αとの第１の乗算値を算出し、更に該第１の乗算値に印
刷基材の伸び率Ｋｅを乗算すると共に、フリーロールの
配置と該フリーロールの慣性モーメントによる搬送ライ
ン固有の定数Ｋｔを乗算して第２の乗算値を算出し、該
第２の乗算値で当該版胴の入り側のパス長を調整するこ
とにより、印刷基材の加減速時に版胴に入る印刷基材の
張力変動を抑制して見当誤差を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はグラビア印刷機の制
御方法及び制御装置に関し、特に加減速時の見当誤差の
発生を防止するための制御方法及び制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０を参照して、３色刷りの場合のグ
ラビア印刷機について簡単に説明する。図１０におい
て、グラビア印刷機は３段の印刷ユニット１１０、１２
０、１３０により構成される。印刷ユニット１１０は版
胴１１１と圧胴１１２とを備える他、多数のフリーロー
ル１１３を備える。同様に、印刷ユニット１２０、１３
０もそれぞれ版胴１２１、１３１、圧胴１２２、１３２
を備える他、多数のフリーロール１２３、１３３を備え
る。

【０００３】図示しない印刷基材送り出しユニットから
送り出される印刷基材１００は、入り側のフリーロール
１１３を経て１色目の印刷ユニット１１０に入り１色目
の絵柄が印刷される。１色目の絵柄が印刷された印刷基
材１００は、フリーロールを経て２色目の印刷ユニット
１２０に入り２色目の絵柄が印刷される。同様にして、
２色目の絵柄が印刷された印刷基材１００は、３色目の
印刷ユニット１３０において３色目の絵柄が印刷され
る。この後、印刷基材１００は、図示しない巻き取りユ
ニットに巻き取られる。

【０００４】周知のように、グラビア印刷機では、印刷
ずれを補正するために、各印刷ユニットにおいて各色の
絵柄を印刷すると同時に、印刷ずれを検出するための見
当マークを各色毎に絵柄の余白部に等間隔で印刷する。
そして、２色目以降の印刷ユニット１２０、１３０の出
側にはそれぞれ、印刷された見当マークを検出するため
の見当マーク検出器１２４、１３４が設けられる。これ
らの見当マーク検出器１２４、１３４の出力は見当ずれ
補正装置１２５、１３５に送られる。見当ずれ補正装置
１２５、１３５はそれぞれ、見当マークのずれ量を判別
する。

【０００５】ところで、この種のグラビア印刷機は、複
数段の印刷ユニットの版胴をモータ駆動による１本のラ
インシャフトで共通に駆動する、いわゆるラインシャフ
ト型と、複数段の印刷ユニットの版胴を印刷ユニット毎
に設けられたモータで個別に駆動する、いわゆるセクシ
ョナルドライブ型とに大別される。

【０００６】見当ずれの補正は、上記の２つのタイプに
よっても異なるが、図１０では２色目、３色目の入り側
にそれぞれ、補正ロール１２６、１３６を設け、見当ず
れ補正装置１２５、１３５がそれぞれ、判別したずれ量
に応じて補正ロール１２６、１３６の位置を上下方向に
調整して印刷ユニットの入り側のパス長を変えることに
より行う場合について示している。これは、ラインシャ
フト型のグラビア印刷機において多く用いられている。

【０００７】一方、セクショナルドライブ型の場合に
は、版胴が個別に駆動されることを利用して、判別した
ずれ量に応じて版胴の回転速度を制御することにより見
当ずれの補正を行うようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、グラビア印
刷機は版胴に入る印刷基材の張力が印刷見当に直接影響
する。しかし、図１０からも明らかなように、グラビア
印刷機は駆動ロールである版胴間のフリーロール数が多
く、印刷速度（印刷基材の搬送速度）を加速あるいは減
速（以下、これを加減速と総称する）させるとフリーロ
ールの慣性モーメントによって版胴に入る印刷基材の張
力が変化する。この張力の変動によって印刷基材が伸び
縮みして見当誤差発生の原因となる。

【０００９】これに対し、これまでのグラビア印刷機の
制御では、印刷速度を加減速した場合にも見当マークに
より見当ずれの有無を判別し、見当ずれが生じている場
合に、上記のような見当ずれ補正動作により見当ずれを
補正するようにしている。言い換えれば、見当ずれが発
生してから見当ずれの補正が行われており、見当ずれが
発生してから補正される間の印刷基材は使用できず、無
駄になってしまうという問題がある。

【００１０】そこで、本発明の課題は、印刷速度の加減
速に伴う見当誤差の発生を防止することのできるグラビ
ア印刷機の制御方法及び制御装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の版胴の
間に１つ以上のフリーロールが配設されているグラビア
印刷機の制御方法において、印刷基材の加減速に際し、
各版胴においては当該版胴に入る印刷基材の印刷速度と
その加速度との第１の乗算値を算出し、更に該第１の乗
算値に印刷基材の伸び率を乗算すると共に、フリーロー
ルの配置と該フリーロールの慣性モーメントによる搬送
ライン固有の定数を乗算して第２の乗算値を算出し、該
第２の乗算値で当該版胴の入り側のパス長を調整するこ
とにより、印刷基材の加減速時に版胴に入る印刷基材の
張力変動を抑制して見当誤差の発生を防止するようにし
たことを特徴とする。

【００１２】本制御方法においては、当該グラビア印刷
機がセクショナルドライブ型である場合には、前記第２
の乗算値を当該版胴の版周長で除算した値で当該版胴の
角度補正を行う。

【００１３】本制御方法においてはまた、前記加減速終
了時にはフリーロール入り側のパス長を前記印刷速度で
除算して得られる時定数に基づいて前記パス長の調整量
または前記版胴の補正角度を０に戻すようにすることが
好ましい。

【００１４】本制御方法においては更に、各版胴がそれ
ぞれその相対角度を操作して加減速時の補正を行い、あ
る段の補正動作が次段の補正動作に干渉するのを防ぐた
めに、ある段の補正角度を次段の版胴にカスケードで加
算してゆくことにより、全色が協調して補正動作を行う
ことが好ましい。

【００１５】本発明によればまた、駆動ロールとしての
複数の版胴の間に１つ以上のフリーロールが配設されて
いるグラビア印刷機の制御装置において、各版胴におい
て当該版胴に入る印刷基材の印刷速度からその加速度を
算出する加速度検出手段と、前記印刷速度と算出された
加速度とを乗算する第１の乗算手段と、該第１の乗算手
段の乗算結果に印刷基材の伸び率を乗算すると共に、フ
リーロールの配置と該フリーロールの慣性モーメントに
よる搬送ライン固有の定数を乗算する第２の乗算手段と
を備え、該第２の乗算手段の乗算結果で当該版胴の入り
側のパス長を調整することにより、印刷基材の加減速に
際し、当該版胴に入る印刷基材の張力変動を抑制して見
当誤差を軽減するようにしたことを特徴とするグラビア
印刷機の制御装置が提供される。

【００１６】本制御装置においては、当該グラビア印刷
機がセクショナルドライブ型である場合には、更に前記
パス長の調整量を当該版胴の版周長で除算する除算手段
を備えることにより、該除算手段の除算結果で当該版胴
の角度補正を行う。

【００１７】本制御装置においては、更に、フリーロー
ル入り側のパス長を前記印刷速度で除算して時定数を算
出する時定数算出手段と、前記加減速終了時に、算出さ
れた時定数に基づいて前記パス長の調整量または前記版
胴の補正角度を０に戻す一次遅れフィルタ手段とを備え
るようにされる。

【００１８】本制御装置においては更に、各版胴がそれ
ぞれその相対角度を操作して加減速時の補正を行い、あ
る段の補正動作が次段の補正動作に干渉するのを防ぐた
めに、ある段の補正角度を次段の版胴にカスケードで加
算する手段を備えることにより、全色が協調して補正動
作を行うことが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明においては、印刷速度の加減速時に版胴
の入り側のパス長を操作することにより、版胴に入る印
刷基材の張力を一定にして見当誤差の発生を抑制する。
また、版胴がセクショナルドライブ化されていれば、各
版胴の相対位相を任意に可変とすることができるので、
加減速の際に相対位相を操作して結果的に入り側のパス
長を操作したのと同様の効果を得ることができる。

【００２０】入り側のパス長の補正量は、印刷基材の印
刷速度にその加速度を乗算し、これにフリーロールの慣
性モーメントと配置によるライン構成固有の定数、及び
印刷基材の伸び率を乗算して得ることができる。

【００２１】また、加減速の終了時は、補正量にパス長
と印刷基材の印刷速度から成るライン構成固有の時定数
を与え、加減速の終了時点から緩やかに補正量を減らし
て定常状態の位相に戻す。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１〜図９を参照して、本発明に
よる制御方法の実施の形態について説明する。はじめ
に、図６を参照してグラビア印刷機の基本モデルについ
て説明する。ここでも３段の印刷ユニットから成り、各
段には駆動ロールとしての版胴と、圧胴とが備えられる
場合を示している。

【００２３】図６において、隣り合う版胴間のフリーロ
ールの慣性モーメントを１色−２色間、２色−３色間で
それぞれＪ１、Ｊ２で表す。ここで、各版胴が同時に加
速すると、版胴間の慣性モーメントＪ１、Ｊ２によって
版胴出側のパス長Ｌ１１、Ｌ２１の印刷基材の張力が減
少（減速時は増加）し、逆に版胴入り側のパス長Ｌ１
２、Ｌ２２の印刷基材の張力は増加（減速時は減少）す
る。このような版胴入り側の印刷基材の張力変動により
見当誤差が発生する。尚、図６において、ｖは印刷速度
（つまり、印刷基材の搬送速度）、αは加速度、Ｔは張
力をそれぞれ表す。

【００２４】次に、図７において、定速度状態の版胴間
の印刷基材の張力をＴ０とする。印刷基材を加減速させ
ることによりフリーロールの前後で張力差Ｔｄが生じ、
この張力差Ｔｄによってフリーロールは加減速する。

【００２５】加減速時のフリーロール出側の張力変動を
抑えるためには、図８に示すように、フリーロールと次
段の版胴のパス長Ｌ２に調整量（補正量）Ｌｍを加える
ことにより、フリーロールと次段の版胴間の張力を定速
度状態のＴ０に維持すれば良く、その結果、見当誤差の
発生を抑制することができる。

【００２６】つまり、図１０で説明したような補正ロー
ルを備えたグラビア印刷機の場合には補正ロールを制御
して上記パス長Ｌｍの補正を行えば良い。

【００２７】一方、セクショナルドライブ型のグラビア
印刷機においては、図９に示すように、加減速時におけ
るフリーロールと次段の版胴のパス長の調整を、次段の
版胴の相対位相、つまり版胴周囲の位置をＬｍだけ動か
すことによって実現することができる。

【００２８】加減速中のフリーロールと次段の版胴間の
パス長の調整量Ｌｍは、フリーロール出側の張力をＴ０
で一定とおくと、加速度α、印刷速度ｖ、印刷基材の伸
び率Ｋｅ、フリーロールの慣性モーメントＪに比例し、
フリーロールと版胴間のパス長Ｌ２に反比例する。

【００２９】また、セクショナルドライブ型の版胴にお
いては、版胴の位相を補正するので、補正角度θは版周
長に反比例した調整量となる。

【００３０】尚、これまで表したパス長Ｌ１、Ｌ２は隣
り合う版胴間のフリーロールを１つの慣性モーメントＪ
にモデル化したものであるが、実際には複数のフリーロ
ールが存在して加減速時に印刷基材に作用している。そ
こで、上記の各変数のうち、パス長Ｌとフリーロールの
慣性モーメントＪは搬送ライン固有の定数として、実機
にあわせて乗数Ｋｔを設定する。

【００３１】図１は、上記のような補正を実現するため
の制御系を示している。つまり、図１０で説明したよう
な補正ロールを備えているグラビア印刷機の場合には、
印刷基材の印刷速度ｖに、印刷速度ｖを微分器（加速度
検出手段）１０で微分して得られる加速度αを第１の乗
算器（第１の乗算手段）１１で乗算し、この乗算結果に
印刷基材の伸び率Ｋｅを第２の乗算器１２で乗算すると
共に、搬送ライン固有の乗数Ｋｔを第３の乗算器１３で
乗算した値で補正ロールを制御してパス長の調整量Ｌｍ
を実現する。勿論、第２の乗算器１２、第３の乗算器１
３の配置関係は図１と逆の関係でも良く、これらは第２
の乗算手段として１つにまとめられても良い。

【００３２】一方、セクショナルドライブ型のグラビア
印刷機の場合には、図１に破線で囲まれた除算器１４が
付加され、上記のパス長の調整量Ｌｍを版胴の版周長で
除算した値で版胴の駆動モータを制御して補正角度θを
実現する。

【００３３】上記のような制御系を構成するために、い
ずれのタイプのグラビア印刷機の場合も、駆動モータや
版胴等の回転部分、あるいは印刷基材そのものの速度を
印刷速度ｖとして検出するための速度センサが設けられ
る。勿論、本発明では見当マーク検出器の信号は用いら
れない。

【００３４】次に、図２を参照して、印刷速度の加減速
終了時は、フリーロール入り側の張力を（Ｔ０−Ｔｄ）
からＴ０へ戻さなければならないが、印刷基材の張力Ｔ
はパス長Ｌ１を印刷基材の印刷速度ｖで除算した時定数
の一次遅れ特性をもっている。そこで、加減速終了時
は、パス長調整量Ｌｍあるいは版胴の補正角度θは一次
遅れ特性に合わせて０に戻してゆく必要がある。

【００３５】図３は、加速時及び加速終了後の印刷速度
ｖと、パス長Ｌ１部分の印刷基材の張力Ｔと、パス長調
整量Ｌｍ及び版胴の補正角度θとの関係を時系列的に示
す。

【００３６】図４は、上記のような一時遅れ特性に合わ
せた加減速終了後の動作を、一次遅れフィルタ２０を含
む構成で実現するための制御系を示す。この制御系は図
１に示された制御系の出力側に接続される。補正ロール
によりパス長調整量Ｌｍを補正するタイプのグラビア印
刷機の場合には、図４の除算器１４は削除されることは
言うまでも無い。

【００３７】図４において、フリーロール入り側のパス
長Ｌ１もモデル化されたものなので、一次遅れ時定数を
決める比例項は実機に合わせた設定となる。パス長Ｌ１
を除算器２１により印刷基材の印刷速度ｖで除算して加
減速終了時の時定数Ｔ２とする。加減速中は時定数を０
としてパス長調整量Ｌｍ（または補正角度θ）をそのま
まパス長（または版胴角度）の加算量とし、加減速終了
時には時定数を０からＴ２に切り換えて一次遅れフィル
タ２０により図３に示したような一次遅れのカーブで補
正量を０にして、定常時の元の位相に戻してゆく。

【００３８】尚、上記の切換えは、一次遅れフィルタ２
０に時定数０を与えるラインと、時定数Ｔ２を与えるラ
インとを設け、時定数０のラインと時定数Ｔ２のライン
にそれぞれスイッチＳ１、Ｓ２を設けることで実現され
る。加減速開始、終了はグラビア印刷機の主制御装置か
らの指令信号で規定されるので、通常はスイッチＳ１オ
ン、スイッチＳ２オフとし、加減速終了を示す指令信号
で所定時間だけスイッチＳ１オフ、スイッチＳ２オンと
される。

【００３９】ところで、セクショナルドライブ型のグラ
ビア印刷機では、各版胴で相対位相角度を操作した場
合、版胴の出側では入り側とは逆の補正が加わり、次段
の印刷基材の張力に直接干渉してしまう。

【００４０】そこで、本形態では、図５に示すように、
前段の加減速補償量は次段の補償量に加算し、その加算
結果をまた次々段の補償量に加算していくといった具合
にカスケードで補償量を加算していくようにしている。

【００４１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では印
刷基材の加減速に際しては、見当マーク検出器の信号で
はなく印刷基材の印刷速度そのものを用いてパス長ある
いは版胴の角度を補正するようにしたことにより、見当
誤差が発生してからではなく、見当誤差が発生する前の
制御が可能である。従って、従来のように見当誤差が発
生してからこれを補正するまでの無駄な印刷が行われる
ことが無くなり、印刷基材の無駄な廃棄を減らすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、印刷基材の加減速時のための制
御系を示したブロック図である。

【図２】加減速終了時のフリーロール入り側の印刷基材
の張力の推移を説明するための図である。

【図３】加速時及び加速終了後の印刷速度と、フリーロ
ール入り側のパス長部分の印刷基材の張力と、パス長調
整量及び版胴の補正角度との関係を時系列的に示した図
である。

【図４】本発明による、加減速終了後の動作のための制
御系を示したブロック図である。

【図５】本発明においてセクショナルドライブ型のグラ
ビア印刷機の場合に適用される、複数段の版胴の補正量
のカスケード加算制御について説明するための図であ
る。

【図６】グラビア印刷機の基本モデルについて説明する
ための図である。

【図７】図６の構成において印刷基材を加減速させた場
合の印刷基材の張力変動について説明するための図であ
る。

【図８】図７の状態から張力の変動を抑制するために必
要な操作について説明するための図である。

【図９】図８と同様の張力変動の抑制を、セクショナル
ドライブ型のグラビア印刷機において実現する場合につ
いて説明するための図である。

【図１０】グラビア印刷機の一般的な構成を示した図で
ある。

【符号の説明】

１０微分器１１〜１３第１〜第３の乗算器１４、２１除算器２０一次遅れフィルタ１１０、１２０、１３０印刷ユニット１１１、１２１、１３１版胴１１２、１２２、１３２圧胴１１３、１２３、１３３フリーロール１２４、１３４見当マーク検出器１２５、１３５見当ずれ補正装置１２６、１３６補正ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の版胴の間に１つ以上のフリーロー
ルが配設されているグラビア印刷機の制御方法におい
て、印刷基材の加減速に際し、各版胴においては当該版胴に
入る印刷基材の印刷速度とその加速度との第１の乗算値
を算出し、更に該第１の乗算値に印刷基材の伸び率を乗
算すると共に、フリーロールの配置と該フリーロールの
慣性モーメントによる搬送ライン固有の定数を乗算して
第２の乗算値を算出し、該第２の乗算値で当該版胴の入
り側のパス長を調整することにより、印刷基材の加減速
時に版胴に入る印刷基材の張力変動を抑制して見当誤差
の発生を防止するようにしたことを特徴とするグラビア
印刷機の制御方法。
【請求項２】請求項１記載の制御方法において、当該
グラビア印刷機がセクショナルドライブ型である場合、
前記第２の乗算値を当該版胴の版周長で除算した値で当
該版胴の角度補正を行うことを特徴とするグラビア印刷
機の制御方法。
【請求項３】請求項１あるいは２記載の制御方法にお
いて、前記加減速終了時にはフリーロール入り側のパス
長を前記印刷速度で除算して得られる時定数に基づいて
前記パス長の調整量または前記版胴の補正角度を０に戻
すことを特徴とするグラビア印刷機の制御方法。
【請求項４】請求項２あるいは３記載の制御方法にお
いて、各版胴がそれぞれその相対角度を操作して加減速
時の補正を行い、ある段の補正動作が次段の補正動作に
干渉するのを防ぐために、ある段の補正角度を次段の版
胴にカスケードで加算してゆくことにより、全色が協調
して補正動作を行うことを特徴とするグラビア印刷機の
制御方法。
【請求項５】複数の版胴の間に１つ以上のフリーロー
ルが配設されているグラビア印刷機の制御装置におい
て、各版胴において当該版胴に入る印刷基材の印刷速度から
その加速度を算出する加速度検出手段と、前記印刷速度
と算出された加速度とを乗算する第１の乗算手段と、該
第１の乗算手段の乗算結果に印刷基材の伸び率を乗算す
ると共に、フリーロールの配置と該フリーロールの慣性
モーメントによる搬送ライン固有の定数を乗算する第２
の乗算手段とを備え、該第２の乗算手段の乗算結果で当
該版胴の入り側のパス長を調整することにより、印刷基
材の加減速に際し、当該版胴に入る印刷基材の張力変動
を抑制して見当誤差の発生を防止するようにしたことを
特徴とするグラビア印刷機の制御装置。
【請求項６】請求項５記載の制御装置において、当該
グラビア印刷機がセクショナルドライブ型である場合、
更に前記パス長の調整量を当該版胴の版周長で除算する
除算手段を備えることにより、該除算手段の除算結果で
当該版胴の角度補正を行うことを特徴とするグラビア印
刷機の制御装置。
【請求項７】請求項５あるいは６記載の制御装置にお
いて、更に、フリーロール入り側のパス長を前記印刷速
度で除算して時定数を算出する時定数算出手段と、前記
加減速終了時に、算出された時定数に基づいて前記パス
長の調整量または前記版胴の補正角度を０に戻す一次遅
れフィルタ手段とを備えることを特徴とするグラビア印
刷機の制御装置。
【請求項８】請求項６あるいは７記載の制御装置にお
いて、各版胴がそれぞれその相対角度を操作して加減速
時の補正を行い、ある段の補正動作が次段の補正動作に
干渉するのを防ぐために、ある段の補正角度を次段の版
胴にカスケードで加算する手段を備えることにより、全
色が協調して補正動作を行うことを特徴とするグラビア
印刷機の制御装置。