JP2006076037A - 昇降速見当変動抑制方法と装置およびグラビア印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷速度を昇速または降速するときの見当ずれの主要因であるテンション変動を無くし、見当を常に安定させるための昇降速見当変動抑制方法と装置およびグラビア印刷機の提供。
【解決手段】隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とするようにした昇降速見当変動抑制方法と装置およびその装置を備えたグラビア印刷機。
【選択図】 図１

Description

本発明はグラビア印刷の技術分野に属する。特に、グラビア印刷機の運転中に印刷速度を昇速または降速する時に発生するウェブテンション変動に起因する見当変動を抑制するための昇降速見当変動抑制方法と装置およびそれを適用したグラビア印刷機に関する。

グラビア印刷機の印刷開始直後における見当ずれ量を早期に解消するための見当制御方法に関する提案がある（特許文献１）。その見当制御方法は、従来の見当制御装置において、下流側ユニットの出側で検出された見当ずれ量に基づいて、コンペンセータローラの操作量を演算するために用いる制御ゲインを、ウェブを搬送するライン速度に応じて設定変更する方法である。たとえば、ライン速度が低速の刷出印刷で見当合わせを行った後、高速の定常印刷状態に移行して印刷を行う際において、制御ゲインを刷出時には低い値に、定常印刷時には高い値にそれぞれ設定する。

この方法は、それなりに有効な方法ではあるが、印刷速度を昇速または降速するときの見当ずれを修正する過程において大きなテンション変動を引き起こす。そのテンション変動ためにウェブの伸縮が発生することとなり、見当マークの位置において見当ずれ量が修正されたとしても、印刷全面においては見当ずれが残る状態が続くという欠点を有する。特にヤング率の小さい材料でできたウェブにおいては、許容できないほどの大きな見当ずれ量となるという問題がある。また、制御ゲインを高めることにより制御そのものが不安定となり易く、効果が得られるように設定することが容易ではないという問題がある。

コンペンセータローラを含まないグラビア印刷機において、コンペンセータローラの位置に替えて版胴の位相を制御する方法の提案がある（特許文献２）。その制御方法は、シミュレーション結果に基づいて印刷ユニットの印刷制御にフィードフォワード補償を加えることにより後段の印刷ユニットへの影響を非干渉化させるものである。この方法では様々な印刷条件に応じてシミュレーションを行うことが必要であるという問題がある。
特開平９−２２０８０４ 特開２００３−２３７０３３

本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。その目的は、印刷速度を昇速または降速するときの見当ずれの主要因であるテンションの不適正な変動を無くし、見当を常に安定させることにある。そして、そのための昇降速見当変動抑制方法と装置、およびグラビア印刷機を提供することにある。

本発明の請求項１に係る昇降速見当変動抑制方法は、隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とするようにしたものである。
また本発明の請求項２に係る昇降速見当変動抑制装置は、隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とするようにしたものである。
また本発明の請求項３に係るグラビア印刷機は、隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段と、印刷運転中の印刷速度が定常であるときには前記見当制御手段を有効かつ前記テンション制御手段を無効とし、また印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とする制御切替手段と、を具備するようにしたものである。
また本発明の請求項４に係るグラビア印刷機は、請求項３記載のグラビア印刷機において、前記印刷速度を検出する印刷速度検出手段を具備し、前記テンション制御手段は前記印刷速度の単調増加関数として目標テンションを演算して設定するようにしたものである。

本発明の請求項１に係る昇降速見当変動抑制方法によれば、印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、その印刷ユニット間のウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては見当制御手段が無効かつテンション制御手段が有効とされる。したがって、印刷速度を昇速または降速するときの見当ずれの主要因であるテンション変動を無くし、見当を常に安定させるための昇降速見当変動抑制方法が提供される。
また本発明の請求項２に係る昇降速見当変動抑制装置によれば、印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、その印刷ユニット間のウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては見当制御手段が無効かつテンション制御手段が有効とされる。したがって、印刷速度を昇速または降速するときの見当ずれの主要因であるテンション変動を無くし、見当を常に安定させるための昇降速見当変動抑制装置が提供される。
また本発明の請求項３に係るグラビア印刷機によれば、印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、その印刷ユニット間のウェブテンションを制御するテンション制御手段とは、制御切替手段により切替え動作を行う。すなわち、制御切替手段により印刷運転中の印刷速度が定常であるときには見当制御手段が有効かつテンション制御手段が無効とされ、また印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては見当制御手段が無効かつテンション制御手段が有効とされる。したがって、印刷速度を昇速または降速するときの見当ずれの主要因であるテンション変動を無くし、見当を常に安定させるためのグラビア印刷機が提供される。
また本発明の請求項４に係るグラビア印刷機によれば、印刷速度を検出する印刷速度検出手段を具備し、テンション制御手段は印刷速度の単調増加関数として目標テンションを演算して設定する。したがって、ウェブテンションを印刷速度に適合させることができる。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。本発明のグラビア印刷機における構成の一例を図１に示す。また本発明の昇降速見当変動抑制方法と装置における構成の一例を図２にブロック図として示す。図１において、１ｂ，１ｃは見当センサ、２ｂ，２ｃはテンションピックアップ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃはサーボモータ、１２はモーションコントローラ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃは版胴、１４ａ，１４ｂ，１４ｃは圧胴である。図２において、１ｂは見当センサ、２ｂはテンションピックアップ、１０は見当制御部、２０はテンション制御部、１２はモーションコントローラ、４０は制御切替部、５０は印刷速度検出部、６０は昇速降速検出部、１００ａ，１００ｂ，１００ｃは印刷ユニット、２００はウェブである。

図１には印刷ユニット１００ａ，１００ｂ，１００ｃの３つの印刷ユニットが示されている。図示されていないが、グラビア印刷機は、その他の印刷ユニット、インフィードユニット、アウトフィードユニット、操作ユニット（操作盤）、制御ユニット（制御盤）、等を具備している。
印刷ユニット１００ａにおける印刷は版胴１３ａ，圧胴１４ａの間をウェブ２００が走行するときに行われ、印刷ユニット１００ｂにおける印刷は版胴１３ｂ，圧胴１４ｂの間をウェブ２００が走行するときに行われ、印刷ユニット１００ｃにおける印刷は版胴１３ｃ，圧胴１４ｃの間をウェブ２００が走行するときに行われる。

モーションコントローラ１２はグラビア印刷機における駆動系の全体を統括する制御装置である。モーションコントローラ１２は操作盤からの指示入力、その他の機器が出力する信号、等に基づいて、サーボモータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各々が協調した動作を行うように各々のサーボドライバーを操作する信号を生成して出力する。サーボモータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの出力軸は直接的またはクラッチ、減速機、等を介して版胴１３ａ，１３ｂ，１３ｃに伝達される。すなわち、各々の版胴１３ａ，１３ｂ，１３ｃは各々のサーボモータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃによって独立に回転駆動される。したがって、各々の版胴１３ａ，１３ｂ，１３ｃの位相はモーションコントローラ１２によって制御が行われる。図１に示すグラビア印刷機（セクショナルドライブ方式グラビア印刷機）においては、印刷ユニット間の印刷見当合わせは、印刷ユニット間における版胴の位相を変化させることにより行われる。

図１に示すように、印刷ユニット１００ａと印刷ユニット１００ｂとの間のウェブ２００の経路にはテンションピックアップ２ｂが設けられ、印刷ユニット１００ｂと印刷ユニット１００ｃとの間のウェブ２００の経路にはテンションピックアップ２ｃが設けられている。また、見当センサ１ｂは版胴１３ｂによって印刷された直後のウェブ２００が走行する位置に設けられ、見当センサ１ｃは版胴１３ｃによって印刷された直後のウェブ２００が走行する位置に設けられている。

印刷ユニット１００ａと印刷ユニット１００ｂとの間における見当制御、テンション制御に係る構成は、印刷ユニット１００ｂと印刷ユニット１００ｃとの間における見当制御、テンション制御に係る構成と基本的に同一である。すなわち、すべての印刷ユニット間における見当制御、テンション制御に係る構成は基本的に同一である。したがって、以降は、特に必要のない限り、印刷ユニット１００ａと印刷ユニット１００ｂとの間についてだけ、構成、動作、等の説明を行う。

見当センサ１ｂは印刷ユニット１００ａにおいて印刷された見当マークと印刷ユニット１００ｂにおいて印刷された見当マークを検出した検出信号を出力する。図２に示すように、見当制御部１０は、その検出信号を入力して目標値（見当ずれがゼロ）との偏差を演算し、その偏差から操作量を演算する。さらに見当制御部１０は、その操作量からモーションコントローラ１２の操作量、すなわち版胴１３ａと版胴１３ｂとの位相差の目標値を演算する。見当制御部１０は、見当ずれを小さくするように、その操作量の演算を行う。その操作量は制御切替部４０に出力される。

制御切替部４０は、昇速降速検出部６０の出力信号を入力する。昇速降速検出部６０はグラビア印刷機における運転速度が一定である定常状態であるか、運転速度を昇速または降速する非定常状態であるかを検出する。制御切替部４０は、昇速降速検出部６０から入力した信号は定常状態を示す信号であるときには、見当制御部１０が出力した信号をモーションコントローラ１２に出力する。
モーションコントローラ１２は操作量を入力して、版胴１３ａと版胴１３ｂとの位相差を見当制御部１０の目標値に一致させる制御を行う。これにより印刷見当合わせが行われる。すなわち、グラビア印刷機における運転速度が一定のときには見当制御部１０による見当制御が行われる。

テンションピックアップ２ｂはその設置位置におけるウェブ２００のテンションを検出した検出信号を出力する。図２に示すように、テンション制御部２０は、その検出信号を入力する。そして、目標値との偏差を演算し、その偏差から操作量を演算する。そのときテンション制御部２０は印刷速度検出部５０が出力する印刷速度を入力しており、その目標値の演算は印刷速度に関係したもの（関数）となる（後述する）。さらにテンション制御部２０は、その操作量からモーションコントローラ１２の操作量、すなわち版胴１３ａと版胴１３ｂとの位相差の目標値を演算する。テンション制御部２０は、テンションが目標のテンションと成るように、その操作量の演算を行う。その操作量は制御切替部４０に出力される。

制御切替部４０は、すでに説明したように昇速降速検出部６０の出力信号を入力する。昇速降速検出部６０はグラビア印刷機における運転速度が一定である定常状態であるか、運転速度を昇速または降速する非定常状態であるかを検出する。制御切替部４０は、昇速降速検出部６０から入力した信号は非定常状態を示す信号であるときには、テンション制御部２０が出力した信号をモーションコントローラ１２に出力する。
モーションコントローラ１２は操作量を入力して、版胴１３ａと版胴１３ｂとの位相差をテンション制御部２０の目標値に一致させる制御を行う。これによりテンションは所定の目標値に合わせられる。すなわち、グラビア印刷機における運転速度が昇速または降速のときにはテンション制御部２０によるテンション制御が行われる。

次に、上述の運転速度を昇速または降速する非定常状態におけるテンション制御の過程について、図３、図４を参照して説明する。図３はテンション制御における演算機能を示すブロック図である。図４はテンション制御の動作の過程を示すフロー図である。
まず、図３のステップＳ１（テンション検出）において、テンションピックアップ２ｂは印刷ユニット１００ａと印刷ユニット１００ｂとの間のその設置位置におけるウェブ２００のテンションを検出する。検出したテンション(tension)をテンション制御部２０は入力する。
次に、ステップＳ２（印刷速度入力）において、テンション制御部２０はグラビア印刷機における任意の印刷速度検出器が出力する印刷速度を入力する。印刷速度検出器は、たとえば、ウェブ２００の走行速度の検出器、（版胴径）×（版胴の回転速度）の演算器、等である。

次に、ステップＳ３（目標値演算）において、印刷速度に比例した係数（ｋ）を基準テンション（tension_base）に乗算してテンション目標値（tension_desired）を得る。すなわち、tension_desired＝tension_base×ｋ の演算を行う。基準テンション（tension_base）は、ステップＳ１において検出したテンション(tension)の中から、印刷速度が低速であるときの安定したテンションの実績値を基準テンション（tension_base）として、テンション制御部２０にあらかじめ設定登録したものである。

次に、ステップＳ４（偏差演算）において、検出したテンション(tension)とテンション目標値（tension_desired）との差（tension_err）を演算する。すなわち、tension_err＝tension−tension_desired の演算を行う。
次に、ステップＳ５（操作量演算）において、比例制御ゲイン（Ｐ）を検出値と目標値の差（tension_err）に乗算して操作量（＝制御入力：input_v）を得る。すなわち、input_v＝tension_err×Ｐ の演算を行う。

次に、ステップＳ６（モーションコントローラ操作）において、制御入力（input_v）の値に基づいて操作量を演算しモーションコントローラ１２に出力する。モーションコントローラ１２は版胴１３ａと版胴１３ｂとの位相差を目標値に一致させる制御を行う。ウェブ２００のテンション(tension)はテンション目標値（tension_desired）となるように操作される。これにより大筋の印刷速度指令に割り込む形式で版胴位相の補正を行う。

上述においては、印刷ユニット１００ａと印刷ユニット１００ｂとの間におけるテンション制御の過程（ステップＳ１〜Ｓ６）として説明したが、そのテンション制御の過程はすべての印刷ユニット間において行われる。また、昇速または降速が行われている間はそのテンション制御の過程が繰返し行われる。

本発明のグラビア印刷機における構成の一例を示す図である。 本発明の昇降速見当変動抑制方法と装置における構成の一例をブロック図として示す図である。 テンション制御における演算機能を示すブロック図である。 テンション制御の動作の過程を示すフロー図である。

符号の説明

１ｂ，１ｃ 見当センサ
２ｂ，２ｃ テンションピックアップ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ サーボモータ
１２ モーションコントローラ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 版胴
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 圧胴
１０ 見当制御部
２０ テンション制御部
４０ 制御切替部
５０ 印刷速度検出部
６０ 昇速降速検出部
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 印刷ユニット
２００ ウェブ

Claims (4)

1. 隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とすることを特徴とする昇降速見当変動抑制方法。
2. 隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段とを具備するグラビア印刷機において、印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とすることを特徴とする昇降速見当変動抑制装置。
3. 隣接する２つの印刷ユニットで印刷された見当マークを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作し前記印刷ユニット間の見当合わせを行う見当制御手段と、前記印刷ユニット間のウェブテンションを検出して演算した操作量により版胴間の相対位相を操作して前記ウェブテンションを制御するテンション制御手段と、印刷運転中の印刷速度が定常であるときには前記見当制御手段を有効かつ前記テンション制御手段を無効とし、また印刷運転中に印刷速度を昇速または降速する間においては前記見当制御手段を無効かつ前記テンション制御手段を有効とする制御切替手段と、を具備することを特徴とするグラビア印刷機。
4. 請求項３記載のグラビア印刷機において、前記印刷速度を検出する印刷速度検出手段を具備し、前記テンション制御手段は前記印刷速度の単調増加関数として目標テンションを演算して設定することを特徴とするグラビア印刷機。
   
   

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