JP2004018192A - 断裁位置制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置を提供する。
【解決手段】ウェブに印刷された断裁見当マークを検出して断裁見当マーク信号を出力する断裁見当マーク検出手段と、カッター胴の回転を検出してカッター胴回転信号を出力するカッター胴回転検出手段と、所定のウェブ経路におけるウェブの伸縮を検出して伸縮長を出力するウェブ伸縮長検出手段と、マーク検出信号とパルス信号と伸縮長を入力して制御量を出力する制御量演算手段と、制御量を入力して断裁位置を操作するようにした断裁位置操作手段とを具備するようにした断裁位置制御装置。
【選択図】 図1
【解決手段】ウェブに印刷された断裁見当マークを検出して断裁見当マーク信号を出力する断裁見当マーク検出手段と、カッター胴の回転を検出してカッター胴回転信号を出力するカッター胴回転検出手段と、所定のウェブ経路におけるウェブの伸縮を検出して伸縮長を出力するウェブ伸縮長検出手段と、マーク検出信号とパルス信号と伸縮長を入力して制御量を出力する制御量演算手段と、制御量を入力して断裁位置を操作するようにした断裁位置操作手段とを具備するようにした断裁位置制御装置。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブを加工する装置の技術分野に属する。特に、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置に関する。
【0002】
【従来技術】
印刷したウェブをインラインで断裁する断裁部を有する輪転印刷機において、印刷絵柄と断裁位置の見当制御には断裁位置制御装置が使用される。図3は従来の断裁位置制御装置の構成を示す図である。ウェブ100は最終印刷ユニットでの印刷を終えると乾燥部において加熱乾燥が行なわれる(図示せず)。その後、図3に示すように、ウェブ100は、クーリングローラ111、クーリングドラグローラ112、コンペンセータローラ114、ウェブパスドラグローラ116、三角板117、ニッピングローラ118を経由してカッター胴119に到達し、そこで断裁が行なわれる。
【0003】
その断裁の制御を行う断裁位置制御装置は、カットオフコントローラ101、マーク検出器102、ロータリエンコーダ103、等で構成される。マーク検出器102は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出し検出信号を出力する。またロータリーエンコーダ103はカッター胴の回転を検出して回転信号を出力する。カットオフコントローラ101は、それら検出信号と回転信号とを入力してマーク検出時点におけるカッター胴の位相(回転角度)と目標とする位相(所定の位置で断裁が行なわれるときの位相)との偏差を演算する。
【0004】
さらにカットオフコントローラ101は、その偏差を所定の制御演算式に代入してコンペンセータローラ114を操作するための制御量を演算する。その制御量によってコンペンセータローラ114を操作することにより印刷ユニット(図示せず)とカッター119間のウェブ100経路長を調節する。これにより印刷絵柄に対する断裁位置を制御することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マーク検出器102の設置位置は、印刷機上において可動部分との干渉を避け、印刷物の見当マーク位置と位置合わせする等の作業が可能で、かつウェブ断裁時に発生する紙粉の影響を受け難い、等のことが要求される。そのため、図3に示すように、コンペンセータローラ114の下流、ウェブパスドラグローラの上流に設置される。したがって、マーク検出信号に基づいて断裁位置を制御したとしても、マーク検出後のウェブの伸縮に変動が生じるときには断裁見当が合わなくなる。
【0006】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、
本発明の請求項1に係る断裁位置制御装置は、ウェブを所定位置で断裁するための制御を行う断裁位置制御装置であって、断裁見当マーク検出手段と、カッター胴回転検出手段と、ウェブ伸縮長検出手段と、制御量演算手段と、断裁位置操作手段とを具備し、前記断裁見当マーク検出手段は前記ウェブに印刷された断裁見当マークを検出して断裁見当マーク信号を出力し、前記カッター胴回転検出手段はカッター胴の回転を検出してカッター胴回転信号を出力し、前記ウェブ伸縮長検出手段は所定のウェブ経路における前記ウェブの伸縮を検出して伸縮長を出力し、前記制御量演算手段は前記マーク検出信号と前記パルス信号と前記伸縮長を入力して制御量を出力し、前記断裁位置操作手段は前記制御量を入力して断裁位置を操作するようにしたものである。
【0008】
本発明によれば、断裁見当マーク検出手段によりウェブに印刷された断裁見当マークが検出されて断裁見当マーク信号が出力され、カッター胴回転検出手段によりカッター胴の回転が検出されてカッター胴回転信号が出力され、前記ウェブ伸縮長検出手段により所定のウェブ経路におけるウェブの伸縮が検出されて伸縮長が出力され、制御量演算手段によりマーク検出信号とパルス信号と伸縮長が入力されて制御量が出力され、断裁位置操作手段により制御量が入力されて断裁位置が操作される。すなわち、検出されたウェブの伸縮長を考慮した制御量が演算される。したがって、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置が提供される。
【0009】
また本発明の請求項2に係る断裁位置制御装置は、請求項1に係る断裁位置制御装置において、前記ウェブ伸縮長検出手段はウェブ移送速度検出手段と伸縮長演算手段とから成り、前記ウェブ移送速度検出手段は前記カッター胴の直近の上流において前記ウェブの移送速度を検出し、前記伸縮長演算手段は前記移送速度Vnと前記断裁見当マーク信号の周期t1を変数とし、版胴周長Lpと所定のウェブ経路長Lwを定数として、数式:ΔL=((Vn×t1)/Lp−1)×Lwにより伸縮長ΔLを演算するようにしたものである。本発明によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長が検出される。
【0010】
また本発明の請求項3に係る断裁位置制御装置は、請求項1に係る断裁位置制御装置において、前記ウェブ伸縮長検出手段はウェブテンション検出手段と伸縮長演算手段とから成り、前記ウェブテンション検出手段は前記カッター胴の直近の上流において前記ウェブのテンションを検出し、前記伸縮長演算手段は前記テンションTnを変数、所定の伸縮係数Kと所定のウェブ経路長Lnを定数として、数式:ΔL=K×Ln×Tnにより伸縮長ΔLを演算するようにしたものである。本発明によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長が検出される。
【0011】
また本発明の請求項4に係る断裁位置制御装置は、請求項3に係る断裁位置制御装置において、前記伸縮係数Kは、前記ウェブを挟持し引張って移送する2つのドラグローラの直近の上流における前記ウェブのテンションT1と前記2つのドラグローラの間における前記ウェブのテンションT2と前記2つのドラグローラの周速比P(上流ドラグローラの周速/下流ドラグローラの周速)を変数として、数式:K=(P−1)/(T2−P×T1)により演算するようにしたものである。
【0012】
本発明によれば、ウェブのテンションからウェブの伸縮長を演算するときの伸縮係数Kは、ドラグローラの直近の上流におけるウェブのテンションT1と2つのドラグローラの間におけるウェブのテンションT2と2つのドラグローラの周速比Pから演算される。すなわち、伸縮係数Kはウェブ固有の係数であるが、断裁部を有する輪転印刷機においてウェブを移送することにより伸縮係数Kが自動検出される。したがって、品目切替え等においてウェブの種類が変わっても伸縮係数Kの適正な値が自動設定される。
【0013】
また本発明の請求項5に係る断裁位置制御装置は、請求項1〜4のいずれかに係る断裁位置制御装置において、前記断裁位置操作手段は前記マーク検出器の上流に設けられたコンペンセータローラを操作するようにしたものである。本発明によれば、コンペンセータローラを操作することにより制御が行われる。
【0014】
また本発明の請求項6に係る断裁位置制御装置は、請求項1〜4のいずれかに係る断裁位置制御装置において、前記断裁位置操作手段は前記カッター胴の回転位相を操作するようにしたものである。本発明によれば、カッター胴の回転位相を操作することにより制御が行われる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態を説明する。まず、カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置について図1を参照して説明する。図1において、ウェブ100は、クーリングローラ11、クーリングドラグローラ12、コンペンセータローラ14、ウェブパスドラグローラ16、三角板17、ニッピングローラ18を経由してカッター胴19に到達し、そこで断裁が行なわれる。
【0016】
図1に示すように、クーリングドラグローラ12とウェブパスドラグローラ16の区間(第1区間とする)、およびウェブパスドラグローラ16とニッピングローラ18の区間(第2区間とする)の2つの区間においてウェブ100はニップ(挟持)されている。この2つの区間の各々において、ウェブ100のテンションは異なる値を設定することができる。ウェブ100が変わらなければ、そのテンション値はドラグローラまたはニップローラがウェブ100を引張る程度によって、すなわち各々のローラの周速によって決まる。
【0017】
図1において、断裁の制御を行う本発明の断裁位置制御装置は、カットオフコントローラ1、マーク検出器2、ロータリエンコーダ3、周速測定器4、紙伸び測定センサ5、モータ13、コンペンセータローラ14、等で構成される。マーク検出器2は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出し検出信号を出力する。ロータリーエンコーダ3は、カッター胴の回転を検出して回転信号を出力する。周速測定器4は、ニッピングローラ18の回転速度を検出しニッピングローラ18の周長を掛算することにより周速を出力する。
【0018】
紙伸び測定センサ5は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出して得た検出信号の時間間隔、すなわち周期を出力する。紙伸び測定センサ5は、マーク検出器2と断裁見当マークを検出する点では同様であり周期を演算する点では相違する。したがって、マーク検出器2の検出信号に基づいて周期を演算する構成とすることもできる。
【0019】
図1に示す一例においては、紙伸び測定センサ5は周速を検出するためのニッピングローラの直近に設置されている。そのことにより周期と周速から紙長を演算する(後述する)ときの精度が良くなる。その反面、すでに説明した設置位置の制約(従来技術参照)を受けることとなる。一方マーク検出器2は、ニッピングローラから離れて設置されていることにより紙長を演算するときの精度面では不利であるが、設置位置の制約を受けることがない。紙伸び測定センサ5の位置は、図1に示す一例に限らず、実際の印刷機の状況に応じて適正に設定することができる。
【0020】
カットオフコントローラ1は、マーク検出器2が出力する検出信号、ロータリーエンコーダ3が出力する回転信号、周速測定器4が出力する周速、紙伸び測定センサ5が出力する周期を入力する。カットオフコントローラ1は、それらに基づいてマーク検出時点におけるカッター胴の位相(回転角度)と目標とする位相(所定の位置で断裁が行なわれるときの位相)との偏差を演算する。また、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式に代入して制御量を演算する。
【0021】
その偏差、制御量を演算する最初のステップとして、カットオフコントローラ1は、周速測定器4が出力する周速Vn、紙伸び測定センサ5が出力する周期t1からウェブ100の伸縮長ΔLを演算する。周速Vnに周期t1を掛算した値、すなわちVn×t1は第2区間における版胴1回転に相当するウェブ100の長さである。実際の版胴周長をLpとすると、(Vn×t1)/Lpは第2区間におけるウェブ100の伸縮率を表している。すなわち、単位長さのウェブ100については、((Vn×t1)/Lp−1)の伸縮長が存在することを示している。ここで第2区間の長さをLwとすると、第2区間におけるウェブ100の伸縮長ΔLは、数式:ΔL=((Vn×t1)/Lp−1)×Lwとなる。カットオフコントローラ1は、この数式にもとづいて伸縮長ΔLを演算する。
【0022】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、目標とする位相(目標値)を修正する演算を行う。適正な位置で断裁が行なわれているときの伸縮長ΔLsとすると、伸縮長の変動は(ΔL−ΔLs)でるから、この変動分だけ目標値、すなわち所定の位置で断裁が行なわれるときの位相を修正すればよい。修正すべき位相は、位相をラジアンで表すときには、版胴周長をLpとすると(2π)×(ΔL−ΔLs)/Lpとなる。
【0023】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、この修正を行った目標値に基づいて偏差を演算する。
そして、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式(たとえばPID制御の制御演算式)に代入して制御量を演算する。
【0024】
モータドラーバー(図示せず)はその制御量を入力し、その制御量に従った駆動出力をモータ13に対して行う。モータ13はその制御量に従った所定の回転を行い、コンペンセータローラ14の位置を調節する。すなわち、その制御量によってコンペンセータローラ14を操作することにより印刷ユニット(図示せず)とカッター19間のウェブ100経路長を調節する。これにより印刷絵柄に対する断裁位置が制御される。
【0025】
次に、カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置について図2を参照して説明する。図2において、ウェブ100は、クーリングローラ11、クーリングドラグローラ12、コンペンセータローラ14、ウェブパスドラグローラ16、三角板17、ニッピングローラ18を経由してカッター胴19に到達し、そこで断裁が行なわれる。
【0026】
図2に示すように、クーリングドラグローラ12とウェブパスドラグローラ16の区間(第1区間とする)、およびウェブパスドラグローラ16とニッピングローラ18の区間(第2区間とする)の2つの区間においてウェブ100はニップ(挟持)されている。この2つの区間の各々において、ウェブ100のテンションは異なる値を設定することができる。ウェブ100が変わらなければ、そのテンション値はドラグローラまたはニップローラがウェブ100を引張る程度によって、すなわち各々のローラの周速によって決まる。
【0027】
図2において、断裁の制御を行う本発明の断裁位置制御装置は、カットオフコントローラ1、マーク検出器2、ロータリエンコーダ3、テンション検出器6、テンション検出器7、モータ13、コンペンセータローラ14、等で構成される。マーク検出器2は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出し検出信号を出力する。ロータリーエンコーダ3は、カッター胴の回転を検出して回転信号を出力する。テンション検出器6は第1区間におけるウェブ100のテンションを検出する。テンション検出器7は第2区間におけるウェブ100のテンションを検出する。
【0028】
カットオフコントローラ1は、マーク検出器2が出力する検出信号、ロータリーエンコーダ3が出力する回転信号、テンション検出器6が出力するテンション、テンション検出器7が出力するテンションを入力する。カットオフコントローラ1は、それらに基づいてマーク検出時点におけるカッター胴の位相(回転角度)と目標とする位相(所定の位置で断裁が行なわれるときの位相)との偏差を演算する。また、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式に代入して制御量を演算する。
【0029】
その偏差、制御量を演算する最初のステップとして、カットオフコントローラ1は、テンション検出器7が出力するテンションTnからウェブ100の伸縮長ΔLを演算する。所定の伸縮係数Kと所定のウェブ経路長をLnとすると、カットオフコントローラ1は、数式:ΔL=K×Ln×Tnにより伸縮長ΔLを演算する。
【0030】
この数式において、伸縮係数Kはウェブ100のヤング率Eと断面積Sによって決まる係数、すなわちK=1/(E×S)である。したがって、ウェブ100の種類によって伸縮係数Kは変化するが、同一印刷品目の印刷中においてはウェブ100の種類は変わらないから、その範囲では伸縮係数Kは定数である。また所定のウェブ経路長Lnは、たとえば、テンション検出器7が検出するテンションTnが有効とされる範囲としての第2区間のウェブ経路長とする。これらは定数と見なせるから、カットオフコントローラ1に登録しておき、演算のときに呼出す構成とすることができる。
【0031】
しかし、呼出す伸縮係数Kの値がウェブ100の種類によって変わるため、印刷品目を切り替える度に、ウェブ100の種類に応じた設定をカットオフコントローラ1に対して行う必要性がある。そこで、本発明の断裁位置制御装置においては伸縮係数Kを自動検出することができる。
【0032】
次に、伸縮係数Kの自動検出について説明する。第1区間におけるウェブ100の伸縮係数をKw、ウェブパスドラグローラ16の周速をVw、テンション検出器6が検出したテンションをTw、第2区間におけるウェブ100の伸縮係数をKn、ニップローラ18の周速をVn、テンション検出器7が検出したテンションをTnとすると、それらの間には、数式:Vw/(1+Kw×Tw)=Vn/(1+Kn×Tn)という関係がある。この数式は、ドラグローラ(またはニップローラ)間に送給されるウェブと、そこから送出されるウェブの定常状態の式として導出される。この数式はテンション伝播式と呼ばれることがある。
【0033】
ここで、伸縮係数は弾性限界内の僅かな変形では変化しないと見なせるからKw=Kn=Kとすることができる。また、VwとVnとの比をP、すなわちVw/Vn=Pとする。これにより上記のテンション伝播式からKを括り出すと、数式:K=(P−1)/(Tn−P×Tw)となる。カットオフコントローラ1は、この数式を適用して伸縮係数Kを自動検出するる。
【0034】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、目標とする位相(目標値)を修正する演算を行う。適正な位置で断裁が行なわれているときの伸縮長ΔLsとすると、伸縮長の変動は(ΔL−ΔLs)でるから、この変動分だけ目標値、すなわち所定の位置で断裁が行なわれるときの位相を修正すればよい。修正すべき位相は、位相をラジアンで表すときには、版胴周長をLpとすると(2π)×(ΔL−ΔLs)/Lpとなる。
【0035】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、この修正を行った目標値に基づいて偏差を演算する。
そして、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式(たとえばPID制御の制御演算式)に代入して制御量を演算する。
【0036】
モータドラーバー(図示せず)はその制御量を入力し、その制御量に従った駆動出力をモータ13に対して行う。モータ13はその制御量に従った所定の回転を行い、コンペンセータローラ14の位置を調節する。すなわち、その制御量によってコンペンセータローラ14を操作することにより印刷ユニット(図示せず)とカッター19間のウェブ100経路長を調節する。これにより印刷絵柄に対する断裁位置が制御される。
【0037】
以上、本発明について実施の形態により説明を行ったが、本発明はこの実施の形態にだけ限定されるものではない。本発明の技術思想に基づいて様々な形態で実施することができ、それらも本発明に含まれる。たとえば、上述においては、コンペンセータローラ14の位置を操作して断裁位置を制御したが、カッター胴19の回転位相を操作して断裁位置を制御しても同様の結果が得られる。また、伸縮係数Kは、第1区間と第2区間との間で検出したが、輪転印刷機のいかなる区間を適用して検出してもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上のとおりであるから、本発明の請求項1に係る断裁位置制御装置によれば、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置が提供される。
また本発明の請求項2に係る断裁位置制御装置によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長が検出される。
また本発明の請求項3に係る断裁位置制御装置によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長が検出される。
また本発明の請求項4に係る断裁位置制御装置によれば、品目切替え等においてウェブの種類が変わっても伸縮係数Kの適正な値が自動設定される。
また本発明の請求項5に係る断裁位置制御装置によれば、コンペンセータローラを操作することにより制御が行われる。
また本発明の請求項6に係る断裁位置制御装置によれば、カッター胴の回転位相を操作することにより制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置を示す説明図である。
【図2】カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置を示す説明図である。
【図3】従来の断裁位置制御装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 カットオフコントローラ
2 マーク検出器
3 ロータリエンコーダ
4 周速測定器
5 紙伸び測定センサ
6 テンション検出器
7 テンション検出器
11 クーリングローラ
12 クーリングドラグローラ
13 モータ
14 コンペンセータローラ
16 ウェブパスドラグローラ
17 三角板
18 ニッピングローラ
19 カッター胴
100 ウェブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブを加工する装置の技術分野に属する。特に、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置に関する。
【0002】
【従来技術】
印刷したウェブをインラインで断裁する断裁部を有する輪転印刷機において、印刷絵柄と断裁位置の見当制御には断裁位置制御装置が使用される。図3は従来の断裁位置制御装置の構成を示す図である。ウェブ100は最終印刷ユニットでの印刷を終えると乾燥部において加熱乾燥が行なわれる(図示せず)。その後、図3に示すように、ウェブ100は、クーリングローラ111、クーリングドラグローラ112、コンペンセータローラ114、ウェブパスドラグローラ116、三角板117、ニッピングローラ118を経由してカッター胴119に到達し、そこで断裁が行なわれる。
【0003】
その断裁の制御を行う断裁位置制御装置は、カットオフコントローラ101、マーク検出器102、ロータリエンコーダ103、等で構成される。マーク検出器102は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出し検出信号を出力する。またロータリーエンコーダ103はカッター胴の回転を検出して回転信号を出力する。カットオフコントローラ101は、それら検出信号と回転信号とを入力してマーク検出時点におけるカッター胴の位相(回転角度)と目標とする位相(所定の位置で断裁が行なわれるときの位相)との偏差を演算する。
【0004】
さらにカットオフコントローラ101は、その偏差を所定の制御演算式に代入してコンペンセータローラ114を操作するための制御量を演算する。その制御量によってコンペンセータローラ114を操作することにより印刷ユニット(図示せず)とカッター119間のウェブ100経路長を調節する。これにより印刷絵柄に対する断裁位置を制御することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マーク検出器102の設置位置は、印刷機上において可動部分との干渉を避け、印刷物の見当マーク位置と位置合わせする等の作業が可能で、かつウェブ断裁時に発生する紙粉の影響を受け難い、等のことが要求される。そのため、図3に示すように、コンペンセータローラ114の下流、ウェブパスドラグローラの上流に設置される。したがって、マーク検出信号に基づいて断裁位置を制御したとしても、マーク検出後のウェブの伸縮に変動が生じるときには断裁見当が合わなくなる。
【0006】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、
本発明の請求項1に係る断裁位置制御装置は、ウェブを所定位置で断裁するための制御を行う断裁位置制御装置であって、断裁見当マーク検出手段と、カッター胴回転検出手段と、ウェブ伸縮長検出手段と、制御量演算手段と、断裁位置操作手段とを具備し、前記断裁見当マーク検出手段は前記ウェブに印刷された断裁見当マークを検出して断裁見当マーク信号を出力し、前記カッター胴回転検出手段はカッター胴の回転を検出してカッター胴回転信号を出力し、前記ウェブ伸縮長検出手段は所定のウェブ経路における前記ウェブの伸縮を検出して伸縮長を出力し、前記制御量演算手段は前記マーク検出信号と前記パルス信号と前記伸縮長を入力して制御量を出力し、前記断裁位置操作手段は前記制御量を入力して断裁位置を操作するようにしたものである。
【0008】
本発明によれば、断裁見当マーク検出手段によりウェブに印刷された断裁見当マークが検出されて断裁見当マーク信号が出力され、カッター胴回転検出手段によりカッター胴の回転が検出されてカッター胴回転信号が出力され、前記ウェブ伸縮長検出手段により所定のウェブ経路におけるウェブの伸縮が検出されて伸縮長が出力され、制御量演算手段によりマーク検出信号とパルス信号と伸縮長が入力されて制御量が出力され、断裁位置操作手段により制御量が入力されて断裁位置が操作される。すなわち、検出されたウェブの伸縮長を考慮した制御量が演算される。したがって、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置が提供される。
【0009】
また本発明の請求項2に係る断裁位置制御装置は、請求項1に係る断裁位置制御装置において、前記ウェブ伸縮長検出手段はウェブ移送速度検出手段と伸縮長演算手段とから成り、前記ウェブ移送速度検出手段は前記カッター胴の直近の上流において前記ウェブの移送速度を検出し、前記伸縮長演算手段は前記移送速度Vnと前記断裁見当マーク信号の周期t1を変数とし、版胴周長Lpと所定のウェブ経路長Lwを定数として、数式:ΔL=((Vn×t1)/Lp−1)×Lwにより伸縮長ΔLを演算するようにしたものである。本発明によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長が検出される。
【0010】
また本発明の請求項3に係る断裁位置制御装置は、請求項1に係る断裁位置制御装置において、前記ウェブ伸縮長検出手段はウェブテンション検出手段と伸縮長演算手段とから成り、前記ウェブテンション検出手段は前記カッター胴の直近の上流において前記ウェブのテンションを検出し、前記伸縮長演算手段は前記テンションTnを変数、所定の伸縮係数Kと所定のウェブ経路長Lnを定数として、数式:ΔL=K×Ln×Tnにより伸縮長ΔLを演算するようにしたものである。本発明によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長が検出される。
【0011】
また本発明の請求項4に係る断裁位置制御装置は、請求項3に係る断裁位置制御装置において、前記伸縮係数Kは、前記ウェブを挟持し引張って移送する2つのドラグローラの直近の上流における前記ウェブのテンションT1と前記2つのドラグローラの間における前記ウェブのテンションT2と前記2つのドラグローラの周速比P(上流ドラグローラの周速/下流ドラグローラの周速)を変数として、数式:K=(P−1)/(T2−P×T1)により演算するようにしたものである。
【0012】
本発明によれば、ウェブのテンションからウェブの伸縮長を演算するときの伸縮係数Kは、ドラグローラの直近の上流におけるウェブのテンションT1と2つのドラグローラの間におけるウェブのテンションT2と2つのドラグローラの周速比Pから演算される。すなわち、伸縮係数Kはウェブ固有の係数であるが、断裁部を有する輪転印刷機においてウェブを移送することにより伸縮係数Kが自動検出される。したがって、品目切替え等においてウェブの種類が変わっても伸縮係数Kの適正な値が自動設定される。
【0013】
また本発明の請求項5に係る断裁位置制御装置は、請求項1〜4のいずれかに係る断裁位置制御装置において、前記断裁位置操作手段は前記マーク検出器の上流に設けられたコンペンセータローラを操作するようにしたものである。本発明によれば、コンペンセータローラを操作することにより制御が行われる。
【0014】
また本発明の請求項6に係る断裁位置制御装置は、請求項1〜4のいずれかに係る断裁位置制御装置において、前記断裁位置操作手段は前記カッター胴の回転位相を操作するようにしたものである。本発明によれば、カッター胴の回転位相を操作することにより制御が行われる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態を説明する。まず、カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置について図1を参照して説明する。図1において、ウェブ100は、クーリングローラ11、クーリングドラグローラ12、コンペンセータローラ14、ウェブパスドラグローラ16、三角板17、ニッピングローラ18を経由してカッター胴19に到達し、そこで断裁が行なわれる。
【0016】
図1に示すように、クーリングドラグローラ12とウェブパスドラグローラ16の区間(第1区間とする)、およびウェブパスドラグローラ16とニッピングローラ18の区間(第2区間とする)の2つの区間においてウェブ100はニップ(挟持)されている。この2つの区間の各々において、ウェブ100のテンションは異なる値を設定することができる。ウェブ100が変わらなければ、そのテンション値はドラグローラまたはニップローラがウェブ100を引張る程度によって、すなわち各々のローラの周速によって決まる。
【0017】
図1において、断裁の制御を行う本発明の断裁位置制御装置は、カットオフコントローラ1、マーク検出器2、ロータリエンコーダ3、周速測定器4、紙伸び測定センサ5、モータ13、コンペンセータローラ14、等で構成される。マーク検出器2は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出し検出信号を出力する。ロータリーエンコーダ3は、カッター胴の回転を検出して回転信号を出力する。周速測定器4は、ニッピングローラ18の回転速度を検出しニッピングローラ18の周長を掛算することにより周速を出力する。
【0018】
紙伸び測定センサ5は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出して得た検出信号の時間間隔、すなわち周期を出力する。紙伸び測定センサ5は、マーク検出器2と断裁見当マークを検出する点では同様であり周期を演算する点では相違する。したがって、マーク検出器2の検出信号に基づいて周期を演算する構成とすることもできる。
【0019】
図1に示す一例においては、紙伸び測定センサ5は周速を検出するためのニッピングローラの直近に設置されている。そのことにより周期と周速から紙長を演算する(後述する)ときの精度が良くなる。その反面、すでに説明した設置位置の制約(従来技術参照)を受けることとなる。一方マーク検出器2は、ニッピングローラから離れて設置されていることにより紙長を演算するときの精度面では不利であるが、設置位置の制約を受けることがない。紙伸び測定センサ5の位置は、図1に示す一例に限らず、実際の印刷機の状況に応じて適正に設定することができる。
【0020】
カットオフコントローラ1は、マーク検出器2が出力する検出信号、ロータリーエンコーダ3が出力する回転信号、周速測定器4が出力する周速、紙伸び測定センサ5が出力する周期を入力する。カットオフコントローラ1は、それらに基づいてマーク検出時点におけるカッター胴の位相(回転角度)と目標とする位相(所定の位置で断裁が行なわれるときの位相)との偏差を演算する。また、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式に代入して制御量を演算する。
【0021】
その偏差、制御量を演算する最初のステップとして、カットオフコントローラ1は、周速測定器4が出力する周速Vn、紙伸び測定センサ5が出力する周期t1からウェブ100の伸縮長ΔLを演算する。周速Vnに周期t1を掛算した値、すなわちVn×t1は第2区間における版胴1回転に相当するウェブ100の長さである。実際の版胴周長をLpとすると、(Vn×t1)/Lpは第2区間におけるウェブ100の伸縮率を表している。すなわち、単位長さのウェブ100については、((Vn×t1)/Lp−1)の伸縮長が存在することを示している。ここで第2区間の長さをLwとすると、第2区間におけるウェブ100の伸縮長ΔLは、数式:ΔL=((Vn×t1)/Lp−1)×Lwとなる。カットオフコントローラ1は、この数式にもとづいて伸縮長ΔLを演算する。
【0022】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、目標とする位相(目標値)を修正する演算を行う。適正な位置で断裁が行なわれているときの伸縮長ΔLsとすると、伸縮長の変動は(ΔL−ΔLs)でるから、この変動分だけ目標値、すなわち所定の位置で断裁が行なわれるときの位相を修正すればよい。修正すべき位相は、位相をラジアンで表すときには、版胴周長をLpとすると(2π)×(ΔL−ΔLs)/Lpとなる。
【0023】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、この修正を行った目標値に基づいて偏差を演算する。
そして、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式(たとえばPID制御の制御演算式)に代入して制御量を演算する。
【0024】
モータドラーバー(図示せず)はその制御量を入力し、その制御量に従った駆動出力をモータ13に対して行う。モータ13はその制御量に従った所定の回転を行い、コンペンセータローラ14の位置を調節する。すなわち、その制御量によってコンペンセータローラ14を操作することにより印刷ユニット(図示せず)とカッター19間のウェブ100経路長を調節する。これにより印刷絵柄に対する断裁位置が制御される。
【0025】
次に、カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置について図2を参照して説明する。図2において、ウェブ100は、クーリングローラ11、クーリングドラグローラ12、コンペンセータローラ14、ウェブパスドラグローラ16、三角板17、ニッピングローラ18を経由してカッター胴19に到達し、そこで断裁が行なわれる。
【0026】
図2に示すように、クーリングドラグローラ12とウェブパスドラグローラ16の区間(第1区間とする)、およびウェブパスドラグローラ16とニッピングローラ18の区間(第2区間とする)の2つの区間においてウェブ100はニップ(挟持)されている。この2つの区間の各々において、ウェブ100のテンションは異なる値を設定することができる。ウェブ100が変わらなければ、そのテンション値はドラグローラまたはニップローラがウェブ100を引張る程度によって、すなわち各々のローラの周速によって決まる。
【0027】
図2において、断裁の制御を行う本発明の断裁位置制御装置は、カットオフコントローラ1、マーク検出器2、ロータリエンコーダ3、テンション検出器6、テンション検出器7、モータ13、コンペンセータローラ14、等で構成される。マーク検出器2は、ウェブ100に印刷された断裁見当マークを光学的に検出し検出信号を出力する。ロータリーエンコーダ3は、カッター胴の回転を検出して回転信号を出力する。テンション検出器6は第1区間におけるウェブ100のテンションを検出する。テンション検出器7は第2区間におけるウェブ100のテンションを検出する。
【0028】
カットオフコントローラ1は、マーク検出器2が出力する検出信号、ロータリーエンコーダ3が出力する回転信号、テンション検出器6が出力するテンション、テンション検出器7が出力するテンションを入力する。カットオフコントローラ1は、それらに基づいてマーク検出時点におけるカッター胴の位相(回転角度)と目標とする位相(所定の位置で断裁が行なわれるときの位相)との偏差を演算する。また、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式に代入して制御量を演算する。
【0029】
その偏差、制御量を演算する最初のステップとして、カットオフコントローラ1は、テンション検出器7が出力するテンションTnからウェブ100の伸縮長ΔLを演算する。所定の伸縮係数Kと所定のウェブ経路長をLnとすると、カットオフコントローラ1は、数式:ΔL=K×Ln×Tnにより伸縮長ΔLを演算する。
【0030】
この数式において、伸縮係数Kはウェブ100のヤング率Eと断面積Sによって決まる係数、すなわちK=1/(E×S)である。したがって、ウェブ100の種類によって伸縮係数Kは変化するが、同一印刷品目の印刷中においてはウェブ100の種類は変わらないから、その範囲では伸縮係数Kは定数である。また所定のウェブ経路長Lnは、たとえば、テンション検出器7が検出するテンションTnが有効とされる範囲としての第2区間のウェブ経路長とする。これらは定数と見なせるから、カットオフコントローラ1に登録しておき、演算のときに呼出す構成とすることができる。
【0031】
しかし、呼出す伸縮係数Kの値がウェブ100の種類によって変わるため、印刷品目を切り替える度に、ウェブ100の種類に応じた設定をカットオフコントローラ1に対して行う必要性がある。そこで、本発明の断裁位置制御装置においては伸縮係数Kを自動検出することができる。
【0032】
次に、伸縮係数Kの自動検出について説明する。第1区間におけるウェブ100の伸縮係数をKw、ウェブパスドラグローラ16の周速をVw、テンション検出器6が検出したテンションをTw、第2区間におけるウェブ100の伸縮係数をKn、ニップローラ18の周速をVn、テンション検出器7が検出したテンションをTnとすると、それらの間には、数式:Vw/(1+Kw×Tw)=Vn/(1+Kn×Tn)という関係がある。この数式は、ドラグローラ(またはニップローラ)間に送給されるウェブと、そこから送出されるウェブの定常状態の式として導出される。この数式はテンション伝播式と呼ばれることがある。
【0033】
ここで、伸縮係数は弾性限界内の僅かな変形では変化しないと見なせるからKw=Kn=Kとすることができる。また、VwとVnとの比をP、すなわちVw/Vn=Pとする。これにより上記のテンション伝播式からKを括り出すと、数式:K=(P−1)/(Tn−P×Tw)となる。カットオフコントローラ1は、この数式を適用して伸縮係数Kを自動検出するる。
【0034】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、目標とする位相(目標値)を修正する演算を行う。適正な位置で断裁が行なわれているときの伸縮長ΔLsとすると、伸縮長の変動は(ΔL−ΔLs)でるから、この変動分だけ目標値、すなわち所定の位置で断裁が行なわれるときの位相を修正すればよい。修正すべき位相は、位相をラジアンで表すときには、版胴周長をLpとすると(2π)×(ΔL−ΔLs)/Lpとなる。
【0035】
次のステップとして、カットオフコントローラ1は、この修正を行った目標値に基づいて偏差を演算する。
そして、カットオフコントローラ1は、その偏差を制御演算式(たとえばPID制御の制御演算式)に代入して制御量を演算する。
【0036】
モータドラーバー(図示せず)はその制御量を入力し、その制御量に従った駆動出力をモータ13に対して行う。モータ13はその制御量に従った所定の回転を行い、コンペンセータローラ14の位置を調節する。すなわち、その制御量によってコンペンセータローラ14を操作することにより印刷ユニット(図示せず)とカッター19間のウェブ100経路長を調節する。これにより印刷絵柄に対する断裁位置が制御される。
【0037】
以上、本発明について実施の形態により説明を行ったが、本発明はこの実施の形態にだけ限定されるものではない。本発明の技術思想に基づいて様々な形態で実施することができ、それらも本発明に含まれる。たとえば、上述においては、コンペンセータローラ14の位置を操作して断裁位置を制御したが、カッター胴19の回転位相を操作して断裁位置を制御しても同様の結果が得られる。また、伸縮係数Kは、第1区間と第2区間との間で検出したが、輪転印刷機のいかなる区間を適用して検出してもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上のとおりであるから、本発明の請求項1に係る断裁位置制御装置によれば、断裁装置によりウェブを所定位置で断裁するときの断裁精度を高めることができる断裁位置制御装置が提供される。
また本発明の請求項2に係る断裁位置制御装置によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長が検出される。
また本発明の請求項3に係る断裁位置制御装置によれば、カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長が検出される。
また本発明の請求項4に係る断裁位置制御装置によれば、品目切替え等においてウェブの種類が変わっても伸縮係数Kの適正な値が自動設定される。
また本発明の請求項5に係る断裁位置制御装置によれば、コンペンセータローラを操作することにより制御が行われる。
また本発明の請求項6に係る断裁位置制御装置によれば、カッター胴の回転位相を操作することにより制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カッター胴の直近の上流におけるウェブの移送速度と断裁見当マーク信号の周期からウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置を示す説明図である。
【図2】カッター胴の直近の上流におけるウェブのテンションからウェブの伸縮長を検出する構成の断裁位置制御装置を示す説明図である。
【図3】従来の断裁位置制御装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 カットオフコントローラ
2 マーク検出器
3 ロータリエンコーダ
4 周速測定器
5 紙伸び測定センサ
6 テンション検出器
7 テンション検出器
11 クーリングローラ
12 クーリングドラグローラ
13 モータ
14 コンペンセータローラ
16 ウェブパスドラグローラ
17 三角板
18 ニッピングローラ
19 カッター胴
100 ウェブ
Claims (6)
- ウェブを所定位置で断裁するための制御を行う断裁位置制御装置であって、断裁見当マーク検出手段と、カッター胴回転検出手段と、ウェブ伸縮長検出手段と、制御量演算手段と、断裁位置操作手段とを具備し、
前記断裁見当マーク検出手段は前記ウェブに印刷された断裁見当マークを検出して断裁見当マーク信号を出力し、
前記カッター胴回転検出手段はカッター胴の回転を検出してカッター胴回転信号を出力し、
前記ウェブ伸縮長検出手段は所定のウェブ経路における前記ウェブの伸縮を検出して伸縮長を出力し、
前記制御量演算手段は前記マーク検出信号と前記パルス信号と前記伸縮長を入力して制御量を出力し、
前記断裁位置操作手段は前記制御量を入力して断裁位置を操作する、
ことを特徴とする断裁位置制御装置。 - 請求項1記載の断裁位置制御装置において、前記ウェブ伸縮長検出手段はウェブ移送速度検出手段と伸縮長演算手段とから成り、前記ウェブ移送速度検出手段は前記カッター胴の直近の上流において前記ウェブの移送速度を検出し、前記伸縮長演算手段は前記移送速度Vnと前記断裁見当マーク信号の周期t1を変数とし、版胴周長Lpと所定のウェブ経路長Lwを定数として、数式:ΔL=((Vn×t1)/Lp−1)×Lwにより伸縮長ΔLを演算することを特徴とする断裁位置制御装置。
- 請求項1記載の断裁位置制御装置において、前記ウェブ伸縮長検出手段はウェブテンション検出手段と伸縮長演算手段とから成り、前記ウェブテンション検出手段は前記カッター胴の直近の上流において前記ウェブのテンションを検出し、前記伸縮長演算手段は前記テンションTnを変数、所定の伸縮係数Kと所定のウェブ経路長Lnを定数として、数式:ΔL=K×Ln×Tnにより伸縮長ΔLを演算することを特徴とする断裁位置制御装置。
- 請求項3記載の断裁位置制御装置において、前記伸縮係数Kは、前記ウェブを挟持し引張って移送する2つのドラグローラの直近の上流における前記ウェブのテンションT1と前記2つのドラグローラの間における前記ウェブのテンションT2と前記2つのドラグローラの周速比P(上流ドラグローラの周速/下流ドラグローラの周速)を変数として、数式:K=(P−1)/(T2−P×T1)により演算することを特徴とする断裁位置制御装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の断裁位置制御装置において、前記断裁位置操作手段は前記マーク検出器の上流に設けられたコンペンセータローラを操作することを特徴とする断裁位置制御装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の断裁位置制御装置において、前記断裁位置操作手段は前記カッター胴の回転位相を操作することを特徴とする断裁位置制御装置。
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- 2002-06-18 JP JP2002176528A patent/JP2004018192A/ja active Pending
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