JP2006224413A - グラビア印刷機およびテンション制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷ユニット間見当制御と干渉せず制御動作が破綻しない印刷ユニット間テンション制御を行うグラビア印刷機とそのテンション制御方法の提供。
【解決手段】隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションを検出しテンション検出値を出力するテンション検出手段と、テンション検出値とテンション目標値との偏差を小さくするための制御演算を行ってテンション制御信号を出力するテンション制御手段と、テンション制御信号を入力して各印刷ユニットの圧胴駆動信号を出力する駆動制御手段と、各印刷ユニットの圧胴を圧胴駆動信号に基づく所定の回転速度で駆動する圧胴駆動手段とを具備するようにしたグラビア印刷機およびそれに適用されたテンション制御方法。
【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、グラビア印刷機の印刷ユニット間におけるテンション制御に関する。

従来の一般的なグラビア印刷機において、ウェブ（印刷用紙、プラスチックフィルム、等の印刷対象物）のテンションを変更するときには、第１印刷ユニット（最初の印刷ユニット）に送給されるウェブのテンション（インフィードテンション）を変更することにより行われている。インフィードテンションの増減により下流に配置されている印刷ユニット間のテンションが増減する。

周知のように、ウェブは回転駆動される金属ローラと押圧するゴムローラとからなる一対のニップローラ（インフィードローラ）によって挟持され巻出部から第1印刷ユニットに送給される。またウェブは第１印刷ユニットにおいてその回転駆動される版胴と押圧する圧胴によって挟持されて印刷され、版胴の回転速度すなわちライン速度（印刷速度）で印刷部を走行する。このインフィードローラと版胴との間のウェブの走行経路にはダンサーローラが設けられている。ダンサーローラはウェブに所定荷重を掛けることによりテンションを付与する。ダンサーローラは位置を変化することができ、変化が所定の範囲内のときにはウェブのテンションを変化させることなくウェブの経路長の変化を吸収することができる。インフィード部における送給速度と第1印刷ユニットにおける印刷速度は、ダンサーローラの位置が所定の範囲内となるように制御することで同調させることができる。またダンサーローラの位置が所定の範囲内に制御されているときにはウェブのテンションは安定している。

このように従来においては、グラビア印刷機の印刷ユニット間におけるテンションは、インフィードテンション制御により間接的に制御されているに過ぎない。そのため多数の印刷ユニット間におけるウェブのテンションを個別に制御することは不可能である。そのことを考慮すると、グラビア印刷機の印刷ユニット間テンション制御は、従来においては存在しない。

ところが、多数の印刷ユニットを有するグラビア印刷機においては、各々の印刷ユニット間におけるウェブのテンションを個別に制御したいときがある。たとえば、厚さが薄く強度の低いウェブに印刷するときには、伸縮、破断、等によるウェブの損傷を防止する必要性がある。そのためにはインフィードテンションを低くする必要性がある。しかし、インフィードテンションを低くすると、印刷ユニット間においてはテンションの変動により印刷において必要とするテンションを下回ることが起き、ウェブの皺、蛇行、等の障害が発生する。一般的には印刷速度を遅くして回避することが可能であるが、そうすると生産性を著しく損なうこととなる。またそれでも障害を回避することができなければ印刷が不可能となる。

印刷ユニット間テンション制御を実現し、個別に制御することができれば、過大なインフィードテンションを掛けることなく、必要とするテンションを確保することが可能となる。そして強度の低いウェブの高速度印刷が可能となる。テンションをドロー制御する単純な発想では、印刷ユニット間にテンション検出器を設けて、各印刷ユニット間の印刷速度の比率（版胴の周速度の比率）を操作すれば済むことである。しかし、その比率を操作すると印刷見当が合わなくなる。たとえば、各版胴を独立駆動するセクショナルドライブ方式においては印刷見当を合わせるために各印刷ユニット間の版胴の位相が操作されている。したがって、印刷ユニット間テンション制御のための版胴駆動と印刷ユニット間見当制御のための版胴駆動とは干渉を起こし両方の制御動作が破綻することとなる。このことが、従来のグラビア印刷機において印刷ユニット間テンション制御が行われていない大きな理由である。

テンションを安定化させるために圧胴を駆動する方法の提案がある（特許文献１）。この方法では、版胴の回転に同期するように圧胴を回転駆動する。たとえば、印刷を開始するため圧胴を着位置とするとき、または運転速度を増速減速するとき、等において圧胴の慣性モーメントに起因する負荷の急変によるショックを緩和し印刷見当ずれを防止する効果が見込める。しかし、この方法はテンションを安定化させる作用効果にとどまり、印刷ユニット間テンション制御を行うことができない。
特開平１１−１９８３５０

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。その目的は印刷ユニット間テンション制御と印刷ユニット間見当制御とが干渉せず両方の制御動作が破綻しないグラビア印刷機とテンション制御方法を提供することにある。そして、強度の低いウェブの高精度印刷と高速度印刷を同時に可能とすることである。

本発明の請求項１に係るグラビア印刷機は、隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションを検出しテンション検出値を出力するテンション検出手段と、前記テンション検出値とテンション目標値との偏差を小さくするための制御演算を行ってテンション制御信号を出力するテンション制御手段と、前記テンション制御信号を入力して前記各印刷ユニットの圧胴操作信号を出力する圧胴操作手段と、前記各印刷ユニットの圧胴を前記圧胴操作信号に基づく所定の回転速度で駆動する圧胴駆動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２に係るグラビア印刷機は、請求項１に係るグラビア印刷機において、前記テンション制御信号は所定の印刷ユニットの圧胴の回転速度に対する他の印刷ユニットの圧胴の回転速度比率であり、前記圧胴操作信号はその回転速度比率を保持する位置指令（回転角度）信号であ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、請求項１または２に係るグラビア印刷機において、前記隣接する２つの印刷ユニットにおけるウェブの印刷見当を検出し見当ずれ量を出力する見当検出手段と、前記見当ずれ量を小さくするための制御演算を行って見当制御信号を出力する見当制御手段と、前記見当制御信号を入力して各印刷ユニットの版胴操作信号を出力する版胴操作手段と、各印刷ユニットの版胴を前記版胴操作信号に基づく所定の回転位相で駆動する版胴駆動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のテンション制御方法は、隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションを検出し、前記各印刷ユニットの圧胴の回転速度を操作することにより前記テンションを制御するようにしたものである。

本発明の請求項１に係るグラビア印刷機によれば、テンション検出手段により隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションが検出されテンション検出値が出力され、テンション制御手段によりテンション検出値とテンション目標値との偏差を小さくするための制御演算が行われてテンション制御信号が出力され、圧胴操作手段によりテンション制御信号が入力されて各印刷ユニットの圧胴操作信号が出力され、圧胴駆動手段により各印刷ユニットの圧胴が圧胴操作信号に基づく所定の回転速度で駆動される。すなわち、圧胴を駆動操作することにより印刷ユニット間テンション制御が行われる。圧胴によって版胴が押圧されており一体で連れまわりしているように見えるときであっても、運転中において圧胴と版胴を独立して駆動操作することが可能である。そのことは本発明者による鋭意研究の結果明らかとなったものである。したがって、印刷ユニット間テンション制御と印刷ユニット間見当制御とが干渉せず両方の制御動作が破綻しないグラビア印刷機が提供される。これにより、強度の低いウェブの高精度印刷と高速度印刷を同時に達成することができる。
また本発明の請求項２に係るグラビア印刷機によれば、テンション制御信号は所定の印刷ユニットの圧胴の回転速度に対する他の印刷ユニットの圧胴の回転速度比率であり、圧胴操作信号はその回転速度比率を保持する位置指令（回転角度）信号である。したがって、圧胴間の回転速度比率によってテンションの操作が行われる。所定の回転速度比率を保持すれば所定のテンションが得られ運転速度の変更にともなう制御が簡明となる。
また本発明の請求項３に係るグラビア印刷機によれば、見当検出手段により隣接する２つの印刷ユニットにおけるウェブの印刷見当が検出され見当ずれ量が出力され、見当制御手段により見当ずれ量を小さくするための制御演算が行われ見当制御信号が出力され、駆動操作手段により見当操作信号が入力されて各印刷ユニットの版胴操作信号が出力され、版胴駆動手段により各印刷ユニットの版胴が版胴操作信号に基づく所定の回転位相で駆動される。すなわち、版胴を駆動操作することにより印刷ユニット間見当制御が行われ、圧胴を駆動操作する印刷ユニット間テンション制御と干渉することがない。
また本発明の請求項４に係るグラビア印刷機のテンション制御方法は、隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションを検出し、前記各印刷ユニットの圧胴の回転速度を操作することにより前記テンションを制御するようにしたものである。すなわち、圧胴を駆動操作することにより印刷ユニット間テンション制御が行われる。圧胴によって版胴が押圧されており一体で連れまわりしているように見えるときであっても、運転中において圧胴と版胴を独立して駆動操作することが可能である。そのことは本発明者による鋭意研究の結果明らかとなったものである。したがって、印刷ユニット間テンション制御と印刷ユニット間見当制御とが干渉せず両方の制御動作が破綻しないテンション制御方法が提供される。これにより、強度の低いウェブの高精度印刷と高速度印刷を同時に達成することができる。

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機械系（全体）の構成の一例を正面図として図１に示す。また、本発明のグラビア印刷機における機械系（上流部分）の構成の一例を正面図として図２に示す。また、本発明のグラビア印刷機における制御系の構成の一例をブロック図として図３に示す。
図１、図２、図３において、１００はウェブ、Ｕ１〜Ｕ６は第１〜６印刷ユニット、１０１、２０１，３０１、４０１、５０１、６０１は圧胴、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２は版胴、１２３、２３３、３４３、４５３、５６３はテンション検出器、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３は見当検出器である。また、１は巻出部、２はインフィード部、２１はインフィードローラ、２２はテンション検出器、３はアウトフィード部、４は巻取部、５はユニット外テンション制御部、７５１はユニット外テンション制御指令部である。
また、６１１はユニット間テンション検出部、６２１はユニット間見当検出部、６３１は信号入力部、６４１は信号出力部、６５１は操作パネル、７は信号処理部、７１２はユニット間テンション制御部、７１３は圧胴操作部、７２２はユニット間見当制御部、７２３は版胴操作部、８は圧胴駆動部、８１４は圧胴サーボコントローラ、８１５はサーボアンプ、８１６はサーボモータ、８１７はパルスジェネレータ、９は版胴駆動部、９２４は版胴サーボコントローラ、９２５はサーボアンプ、９２６はサーボモータ、９２７はパルスジェネレータである。

巻出部１はウェブ１００の巻取体を支持し、巻取体からウェブ１００を巻き出してインフィード部２に送給する。巻出部１において巻き出されるウェブ１００には所定のテンション（巻出テンション）が掛けられている。その巻出テンションは巻取体の支持軸に作用するブレーキ機構（図示せず）、逆回転トルク発生機構（図示せず）、ダンサーローラ（図示せず）、等によって生成される。ダンサーローラが適用されるときにはそれが所定の位置となるように巻取体を駆動するモータ（図示せず）の速度制御が行われる。グラビア印刷機の運転速度、すなわちウェブ１００の走行速度が変化するようなときにも、巻出テンションは所定の値となっている。

インフィード部２は巻出部１から巻き出されたウェブ１００を第１印刷ユニットＵ１に送給する。インフィード部２は着脱機構を有する押圧ロール（ゴムロール）と回転制御された駆動ロール（金属ロール）からなるインフィードローラ２１を有する。インフィードローラ２１はウェブ１００を挟持し、インフィードローラ２１の周速度でウェブ１００を送給する。インフィード部２において第１印刷ユニットＵ１に送給するウェブ１００には所定のテンション（インフィードテンション）が掛けられている。

インフィードテンションは、たとえば、ダンサーローラ（図示せず）によって生成される。ダンサーローラが適用されるときにはそれが所定の位置となるようにンフィードローラ２１を駆動するモータ（図示せず）の速度制御が行われる。またたとえば、インフィードテンションは、インフィード部２におけるウェブ１００の送給速度（インフィードローラ２１の周速度）と、第１印刷ユニットＵ１におけるウェブ１００の送給速度（圧胴と版胴の周速度）の比率（ドロー比）によって生成される。
インフィード部２のテンション検出器２２はインフィードテンションを検出する。検出されるインフィードテンションが所定のテンションとなるように、ダンサーローラにおける荷重、またはドロー比が設定される。
このインフィードテンション制御により、グラビア印刷機の運転速度、すなわちウェブ１００の走行速度が変化するようなときにも、インフィードテンションは所定の値となっている。

巻出部１と巻取部４、インフィード部２とアウトフィード部３とはそれぞれ類似する構成となっている。したがって、巻取部４とアウトフィード部３の説明は省略する。信号処理部７のユニット外テンション制御指令部７５１はグラビア印刷機の運転開始停止、運転速度、等の運転状態に対応したテンション制御指令信号をユニット外テンション制御部５に出力し、ユニット外テンション制御部５は巻出部１、インフィード部２、アウトフィード部３、巻取部４の各々が整合性のあるテンション制御を行うように統括制御する。

第１印刷ユニットＵ１は、インフィード部２から送給されたウェブ１００に第１色目の印刷を行う印刷ユニットである。第１印刷ユニットＵ１は圧胴１０１と版胴１０２を有する。図１、図２に示すように、圧胴１０１は第１圧胴モータＭ１１によって駆動され、版胴１０２は第１版胴モータＭ２１によって駆動される。
また、第２印刷ユニットＵ２は、第１印刷ユニットＵ１で印刷され乾燥部（図示せず）を通過したウェブ１００に第２色目の印刷を行う印刷ユニットである。第２印刷ユニットＵ２は圧胴２０１と版胴２０２を有する。図１、図２に示すように、圧胴２０１は第２圧胴モータＭ１２によって駆動され、版胴２０２は第２版胴モータＭ２２によって駆動される。
また、第３印刷ユニットＵ３は、第２印刷ユニットＵ２で印刷され乾燥部（図示せず）を通過したウェブ１００に第３色目の印刷を行う印刷ユニットである。第３印刷ユニットＵ３は圧胴３０１と版胴３０２を有する。図１、図２に示すように、圧胴３０１は第３圧胴モータＭ１３によって駆動され、版胴３０２は第３版胴モータＭ２３によって駆動される。
以下、第４印刷ユニットＵ４〜第６印刷ユニットＵ６まで同様の構成となっている。第６印刷ユニットＵ６で印刷され乾燥部（図示せず）を走行したウェブ１００はアウトフィード部３に送出され、アウトフィード部３から送出されたウェブ１００は巻取部４に送出される。

第１印刷ユニットＵ１と第２印刷ユニットＵ２の間のウェブ１００の走行経路には、テンション検出器１２３が設けられており、テンション検出器１２３はその位置におけるウェブ１００のテンションを検出する。また、第２印刷ユニットＵ２によって印刷が行われた直後のウェブ１００の走行経路には、見当検出器２０３が設けられており、見当検出器２０３は第１色目と第２色目の印刷見当を検出する。
また、第２印刷ユニットＵ２と第３印刷ユニットＵ３の間のウェブ１００の走行経路には、テンション検出器２３３が設けられており、テンション検出器２３３はその位置におけるウェブ１００のテンションを検出する。また、第３印刷ユニットＵ３によって印刷が行われた直後のウェブ１００の走行経路には、見当検出器３０３が設けられており、見当検出器３０３は第２色目と第２色目の印刷見当を検出する。
以下、第４印刷ユニットＵ４〜第６印刷ユニットＵ６まで同様の構成となっている。第６印刷ユニットＵ６で印刷されて見当検出器６０３を走行したウェブ１００は乾燥部（図示せず）を走行してアウトフィード部３に送出される。そのウェブ１００はアウトフィード部３からさらに巻取部４に送出される。

図１、図２に示したテンション検出器１２３，２３２，３４３，４５３，５６３は、図３においてはユニット間テンション検出部６１１としてまとめて示してある。ユニット間テンション検出部６１１において検出したウェブ１００のテンションはテンション信号として信号処理部７に出力される。
また、図１、図２に示した見当検出器２０３，３０３，４０３，５０３，６０３は、図３においてはユニット間見当検出部６２１としてまとめて示してある。ユニット間見当検出部６１１において検出した印刷見当は見当信号として信号処理部７に出力される。

信号処理部７は、グラビア印刷機の動作に係わる信号を入力して信号処理を行い、グラビア印刷機における次の動作を指令する信号を生成し出力する部分である。信号処理部はグラビア印刷機の運転に支障が生じないように高速信号処理を行うことができるデータ処理装置によって構成される。たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor ）、等のハードウェア(hardware)、それを動作させるためのソフトウェア(software)、ファームウェア（firmware）、等によって構成される。

信号処理部７は、グラビア印刷機に実装または併設されている装置（検出器、制御器、等）からの指令、許可、状態信号６３１を入力する。また信号処理部７は、グラビア印刷機に実装または併設されている他の装置（検出器、制御器、等）への指令、許可、状態信号６４１を出力する。また信号処理部７は、グラビア印刷機の主操作盤、巻出部、インフィード部２、各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６、アウトフィード部３、巻取部４、等の操作パネル６５１においてオペレータが操作したことにより生成する操作信号を入力する。また、操作パネル６５１において表示する信号、データ、等を出力する。

たとえば、操作パネル６５１においてオペレータが運転速度を上昇させる操作を行うと、操作パネル６５１から信号処理部７に昇速指令信号が出力される。信号処理部７はその昇速指令信号を入力すると、圧胴駆動部８、版胴駆動部９、等へ出力する位置指令（回転角度）信号を運転速度を上昇させるような信号として生成し出力する。すなわち、信号処理部７は単位時間当たりの回転角度が時間経過とともに大きくなる信号を生成して出力する。位置指令信号は、第１〜６圧胴モータＭ１１〜Ｍ１６の各々、第１〜６版胴モータＭ２１〜Ｍ２６の各々に対して同時かつ単独に出力される。そのとき、第１〜６圧胴モータＭ１１〜Ｍ１６の各々は、後述するテンション制御系によって操作された所定の回転速度比率を保持しながら単位時間当たりの回転角度が次第に大きくなる。また、第１〜６版胴モータＭ２１〜Ｍ２６の各々は、後述する見当制御系によって操作された所定の回転位相を保持しながら単位時間当たりの回転角度が次第に大きくなる。

まず、本発明のグラビア印刷機におけるテンション制御系について説明する。見当制御系については後述する。
信号処理部７は、図３に示すように、テンション制御系に関してユニット間テンション制御部７１２、圧胴操作部７１３を有する。ユニット間テンション制御部７１２は、ユニット間テンション検出部６１１が出力するテンション検出値と操作パネル６５１から設定されたテンション目標値との偏差を小さくするための制御演算を行ってテンション制御信号を出力するテンション制御手段である。制御演算は、たとえば、比例動作、積分動作、微分動作の３動作を組合わせた制御であるＰＩＤ制御におけるＰＩＤ演算である。所定のＰＩＤ定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）と偏差から制御出力であるテンション制御信号を演算する。本発明におけるテンション制御の方式はＰＩＤ制御に限定されるものではなく他方式であってもよい。
ユニット間テンション制御部７１２は、各印刷ユニット間のテンション検出器１２３，２３２，３４３，４５３，５６３が出力する各々のテンション信号に対応する各々のテンション制御信号を演算する。

圧胴操作部７１３は、そのテンション制御信号を入力して各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６の圧胴操作信号を出力する圧胴操作手段である。図１、図２、図３に一例を示す本発明のグラビア印刷機の構成においては、圧胴は圧胴モータＭ１１〜Ｍ１６によって、版胴は版胴モータＭ２１〜Ｍ２６によって個別駆動（セクショナルドライブ）されている。この方式のグラビア印刷機においては、テンション制御信号を所定の印刷ユニットの圧胴の回転速度に対する他の印刷ユニットの圧胴の回転速度比率とし、圧胴操作信号をその回転速度比率を保持する位置指令（回転角度）信号とすることができる。すなわち、所定の印刷ユニットと他の印刷ユニットとの圧胴間の回転速度比率によってテンションの操作が行われる。
所定の印刷ユニットの圧胴としては、第１印刷ユニットＵ１の圧胴１０１とすることが簡明である。また、信号処理部７におけるソフトウェアとして作られ、運転速度の基準となる仮想印刷ユニットにおける仮想版胴を定義して、その仮想圧胴を所定の印刷ユニットの圧胴とすることができる。
このように構成することにより、所定の回転速度比率を保持すれば所定のテンションが得られ運転速度の変更にともなう制御が簡明となる。
なお、各々の印刷ユニットにおける各々の圧胴は所定の圧胴径で一致しているものとする。直径が一致していないときには、単純な回転速度比率ではなく、より一般的な周速度比率またはそれに対応する係数を乗じた回転速度比率をテンション制御信号とする。

圧胴操作部７１３は、圧胴の回転速度比率とともに、操作パネル６５１等からの入力によって設定された運転速度を入力し圧胴駆動部８に対して圧胴の位置指令（回転角度）信号を出力する。すなわち、圧胴操作部７１３が出力する圧胴操作信号は、所定の回転速度比率を保持したまま設定された運転速度に対応する周速度で圧胴を回転するための信号である。
ここで、簡明な定義として、第１印刷ユニットＵ１の版胴１０２の回転速度（または周速度）を運転速度と定義しておく。なお、セクショナルドライブ方式においては、仮想印刷ユニットにおける仮想版胴を定義して仮想版胴の回転速度を運転速度とし、それを基準として各印刷ユニットにおける版胴の回転を制御するように構成することもできる。

圧胴操作部７１３は、第１印刷ユニットＵ１の圧胴１０１の周速度が運転速度となるように圧胴操作信号を生成し出力する。これにより、第１印刷ユニットＵ１においては、その圧胴１０１の周速度は版胴１０２の周速度と一致する。注意することとして、圧胴１０１の回転速度と版胴１０２の回転速度は必ずしも一致しない。版胴１０２は運転速度に一致する回転速度で回転する。その版胴１０２の回転速度に対して、圧胴１０２は圧胴１０１と版胴１０２の直径の比の逆数を乗じた回転速度となる。
圧胴操作部７１３は、第１印刷ユニットＵ１の圧胴１０１の周速度に対して、第２印刷ユニットＵ２の圧胴２０１の周速度が、その印刷ユニット間のテンション検出器１２３が出力するテンション制御信号の回転速度比率に対応する周速度となるように圧胴操作信号を生成し出力する。
また圧胴操作部７１３は、第１印刷ユニットＵ１の圧胴１０１の周速度に対して、第３印刷ユニットＵ３の圧胴３０１の周速度が、その印刷ユニット間のテンション検出器２３３が出力するテンション制御信号の回転速度比率に対応する周速度となるように圧胴操作信号を生成し出力する。
以下、圧胴操作部７１３は、第４印刷ユニットＵ４〜第６印刷ユニットＵ６の圧胴に対して同様の圧胴操作信号を生成し出力する。

圧胴駆動部８は各々の印刷ユニットＵ１〜Ｕ６の圧胴を圧胴操作信号に基づく所定の回転速度で駆動する圧胴駆動手段である。圧胴駆動部８は、図３に示すように、圧胴サーボコントローラ８１４、サーボアンプ８１５、圧胴モータ８１６、パルスジェネレータ８１７を有する。それらは、各々の印刷ユニットＵ１〜Ｕ６について同一の構成であり、図３にはまとめて示してある。

圧胴サーボコントローラ８１４は圧胴モータ８１６のサーボコントローラである。圧胴サーボコントローラ８１４は圧胴モータ８１６の回転軸に設けられたパルスジェネレータ８１７の出力信号を入力し圧胴モータ８１６の回転軸の回転角度を検出している。この回転角度を検出回転角度と呼ぶ。また、圧胴サーボコントローラ８１４は圧胴操作部７１３から圧胴操作信号、すなわち位置指令（回転角度）信号を入力する。この回転角度を目標回転角度と呼ぶ。圧胴サーボコントローラ８１４は検出回転角度と目標回転角度とが一致するように、その偏差が小さくなるような制御出力を行う。
サーボアンプ８１５は圧胴サーボコントローラ８１４のその制御出力を入力して増幅し、圧胴モータ８１６を駆動する電力出力を行う。

圧胴モータ８１６はサーボアンプ８１５のその電力出力を入力して圧胴モータ８１６の回転軸を回転する。図１、図２に示すように、圧胴モータ８１６の回転軸は圧胴の回転軸に伝達される。伝達機構は、等速伝達機構であっても減速伝達機構であってもよい。圧胴駆動部８が出力する圧胴操作信号、すなわち位置指令（回転角度）はその伝達機構の減速比率、圧胴径、等を考慮して生成した信号となっている。
なお、一例としてサーボアンプとサーボモータとの組合せを説明したが、ベクトルインバーターとインダクションモータの組合せにおいても同様である。本発明は圧胴駆動部８に使用するモーターの種類によって限定されない。

ここで、ウェブ１００のユニット間テンションを設定する方法について説明する。オペレータは操作パネル６５１においてユニット間テンションの目標値を設定する。すべてのユニット間テンションを同一の値に設定したいときには、オペレータは操作パネル６５１において全体設定を行うことができる。また、各々のユニット間テンションを異なる値に設定したいときには、オペレータは操作パネル６５１において個別設定を行うことができる。たとえば、印圧開始時においては同一の値に全体設定しておき、印刷中に最適化する微調整ために相違する値に個別設定を行う。

ウェブ１００の印刷ユニット間テンションはテンション検出器によって検出され、検出したテンションはユニット間テンション制御部７１２だけでなく、操作パネル６５１にも出力される。オペレータは操作パネルにおいて各々の印刷ユニット間テンションをモニターすることができる。オペレータはグラビア印刷を行うときの適正なテンションについて経験的な知識を有する。特に、リピート品目を印刷するときには、前回の印刷条件についての記録があるため、それを参考とすることができる。したがって、オペレータはモニターした印刷ユニット間テンションが適正なテンションとなるように操作パネル６５１において目標値を設定することができる。

所定の印刷ユニットの圧胴の回転速度に対する他の印刷ユニットの圧胴の回転速度比率は、ユニット間テンションの目標値に対して決まるが、ウェブ１００の材料に因らず一定というわけではない。すなわちウェブ１００の材料によって変化する。通常は弾性限界内（可逆伸縮する範囲内）のテンションを掛けるから、ウェブ１００のヤング率と断面積（厚さ×幅）が一定であれば、印刷するウェブ１００を変えない限り回転速度比率とユニット間テンションとは一定の関係が保持される。逆に、印刷する品目が替わりウェブ１００の材質が変化したときには、ヤング率と断面積が変化するため回転速度比率とユニット間テンションとの関係は変化する。

ユニット間テンション制御部７１２は、設定されたユニット間テンションの目標値に対するテンション検出器が検出したユニット間テンションの検出値の偏差を小さくするための制御演算を行ってテンション制御信号、すなわち回転速度比率を出力する。ユニット間テンション制御部７１２は、ユニット間テンションの検出値が目標値よりも小さいときには回転速度比率を大きくする。逆に、ユニット間テンションの検出値が目標値よりも大きいときには回転速度比率を小さくする。したがって、オペレータは回転速度比率を特に意識することなくユニット間テンションの目標値を設定することができる。

以上、テンション制御系について説明した。次に、本発明のグラビア印刷機における見当制御系について説明する。テンション制御系が回転速度を制御するのに対して、見当制御系は回転位相を制御するところが主要な相違である。
信号処理部７は、図３に示すように、見当制御系に関してユニット間見当制御部７２２、見当操作部７２３を有する。ユニット間見当制御部７２２は、ユニット間見当検出部６２１が出力する見当ずれ量を小さくするための制御演算を行って見当制御信号を出力する見当制御手段である。制御演算は、たとえば、比例動作、積分動作、微分動作の３動作を組合わせた制御であるＰＩＤ制御におけるＰＩＤ演算である。所定のＰＩＤ定数（比例ゲイン、積分時間、微分時間）と見当ずれ量から制御出力である見当制御信号を演算する。本発明における見当制御の方式はＰＩＤ制御に限定されるものではなく他方式であってもよい。
ユニット間見当制御部７２２は、各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６の見当検出器１０３，２０３，３０３，４０３，５０３が出力する各々の見当ずれ量に対応する各々の見当制御信号を演算する。

版胴操作部７２３は、その見当制御信号を入力して各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６の版胴操作信号を出力する版胴操作手段である。図１、図２、図３に一例を示す本発明のグラビア印刷機の構成においては、版胴は版胴モータＭ２１〜Ｍ２６によって個別駆動（セクショナルドライブ）されている。この方式のグラビア印刷機においては、見当制御信号を隣接する上流印刷ユニットの版胴の回転位相と下流印刷ユニットの版胴の回転位相の位相差とし、見当操作信号をその位相差を保持する位置指令（回転角度）信号とすることができる。すなわち、版胴間の位相差によって見当の操作が行われる。このように構成することにより、所定の位相差を保持すれば見当が合うこととなり、運転速度の変更にともなう制御が簡明となる。

版胴操作部７２３は、版胴の位相差とともに、操作パネル６５１等からの入力によって設定された運転速度を入力し版胴駆動部９に対して版胴の位置指令（回転角度）信号を出力する。すなわち、版胴操作部７２３が出力する版胴操作信号は、所定の位相差を保持したまま設定された運転速度に対応する周速度で版胴を回転するための信号である。
版胴操作部７２３は、第１印刷ユニットＵ１の版胴１０２の周速度が運転速度となるように版胴操作信号を生成し出力する。これにより、版胴１０２は運転速度に一致する回転速度で回転する。

版胴操作部７２３は、第１印刷ユニットＵ１の版胴１０２の回転位相に対して、第２印刷ユニットＵ２の版胴２０２の回転位相が、その印刷ユニット間の見当制御信号の位相差に対応する回転位相となるように版胴操作信号を生成し出力する。
また版胴操作部７２３は、第２印刷ユニットＵ２の版胴２０２の周速度に対して、第３印刷ユニットＵ３の版胴３０２の回転位相が、その印刷ユニット間の見当制御信号の位相差に対応する回転位相となるように版胴操作信号を生成し出力する。
以下、版胴操作部７２３は、第４印刷ユニットＵ４〜第６印刷ユニットＵ６の版胴に対して同様の版胴操作信号を生成し出力する。

版胴駆動部９は各々の印刷ユニットＵ１〜Ｕ６の版胴を版胴操作信号に基づく所定の回転位相で駆動する版胴駆動手段である。版胴駆動部９は、図３に示すように、版胴サーボコントローラ９２４、サーボアンプ９２５、版胴モータ９２６、パルスジェネレータ９２７を有する。それらは、各々の印刷ユニットＵ１〜Ｕ６について同一の構成であり、図３にはまとめて示してある。

版胴サーボコントローラ９２４は版胴モータ９２６のサーボコントローラである。版胴サーボコントローラ９２４は版胴モータ９２６の回転軸に設けられたパルスジェネレータ９２７の出力信号を入力し版胴モータ９２６の回転軸の回転角度を検出している。この回転角度を検出回転角度と呼ぶ。また、版胴サーボコントローラ９２４は版胴操作部９２３から版胴操作信号、すなわち位置指令（回転角度）信号を入力する。この回転角度を目標回転角度と呼ぶ。版胴サーボコントローラ９２４は検出回転角度と目標回転角度とが一致するように、その偏差が小さくなるような制御出力を行う。
サーボアンプ９２５は版胴サーボコントローラ９２４のその制御出力を入力して増幅し、版胴モータ９２６を駆動する電力出力を行う。

版胴モータ９２６はサーボアンプ９２５のその電力出力を入力して版胴モータ９２６の回転軸を回転する。図１、図２に示すように、版胴モータ９２６の回転軸は版胴の回転軸に伝達される。伝達機構は、等速伝達機構であっても減速伝達機構であってもよい。版胴駆動部９が出力する版胴操作信号、すなわち位置指令（回転角度）はその伝達機構の減速比率、版胴径、等を考慮して生成した信号となっている。
なお、一例としてサーボアンプとサーボモータとの組合せを説明したが、ベクトルインバーターとインダクションモータの組合せにおいても同様である。本発明は版胴駆動部９に使用するモーターの種類によって限定されない。

次に、本発明のグラビア印刷機における動作について図を参照して説明する。本発明のグラビア印刷機で印刷するときの一連の動作の過程の一例をフロー図として図４に示す。
まず、図４のステップＳ１（テンション・見当のプリセット）において、オペレータは操作パネル６５１においてテンションと見当のプリセットを行う。プリセットのデータはリピート品目であれば、前回の印刷条件のデータに基づいて、初回であれば、印刷品目のデータに基づいて設定が行われる。リピート品目、印刷品目のデータは生産管理システム（図示せず）からネットワーク等を介してダウンロードすることができる。また、リピート品目、印刷品目のデータは操作パネル６５１のモニターに表示され、オペレータはそれを見ることができる。

次に、ステップＳ２（運転開始・テンション制御開始）において、オペレータは操作パネル６５１においてグラビア印刷機の運転を開始する操作を行う。インフィードローラ部２とアウトフィード部３におけるニップローラは着位置となっており、ウェブ１００は移送される。移送速度は定常時と比較して遅く設定されている。インフィードテンションとアウトフィードテンションの自動制御が開始する。ユニット間テンションの自動制御も開始する。見当の自動制御は停止している。

次に、ステップＳ３（圧胴着・印刷開始）において、オペレータは操作パネル６５１において各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６における圧胴を着位置とする操作を行う。このとき、ウェブ１００の移送速度、各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６における圧胴、版胴の周速度は、等速度となっているため機械的な衝撃がなく移送の乱れ等を小さくすることができる。圧胴によりウェブ１００は版胴に押圧され（印圧が入り）印刷が開始する。オペレータはテンション・見当のプリセットが適正であるか否かをチェックし、必要ならば手動でテンション、見当の修正を行う。

次に、ステップＳ４（見当の制御開始）において、オペレータは操作パネル６５１において、ユニット間見当制御を手動モードから自動モードに切り替え自動制御を開始する操作を行う。見当制御系は、前述した各構成部分の動作を行い、ユニット間見当制御が行われる。
次に、ステップＳ５（増速）において、オペレータは操作パネル６５１において運転速度を徐々に上昇させ、通常の運転速度とする操作を行う。ユニット間テンション制御と、ユニット間見当制御は運転速度の上昇に追従する。

次に、ステップＳ６（テンション・見当の微調整）において、オペレータはウェブ１００の印刷物を目視チェックする等により印刷状態を監視する。また、操作パネル６５１において、必要ならばテンションの目標値、見当の修正、等の操作を行う。
次に、ステップＳ７（減速）において、所定の印刷作業量の終了が近づいたところで、オペレータはオペレータは操作パネル６５１において運転速度を徐々に下降させ、低速で運転する操作を行う。ユニット間テンション制御と、ユニット間見当制御は運転速度の下降に追従する。
次に、ステップＳ８（テンション・見当の制御停止）において、オペレータは操作パネル６５１においてユニット間見当制御を自動モードから手動モードに切り替え、自動制御を停止する操作を行う。
次に、ステップＳ９（圧胴脱・印刷停止）において、オペレータは操作パネル６５１において各印刷ユニットＵ１〜Ｕ６における圧胴を脱位置とする操作を行う。圧胴が離れてウェブ１００は版胴に押圧されなくなり（印圧が抜け）印刷が停止する。
次に、ステップＳ１０（運転停止）において、オペレータは操作パネル６５１においてグラビア印刷機の運転を停止する操作を行う。また、ユニット間テンションの自動制御を停止する操作を行う。

本発明のグラビア印刷機における機械系（全体）の構成の一例を正面図として示す図である。 本発明のグラビア印刷機における機械系（上流部分）の構成の一例を正面図として示す図である。 本発明のグラビア印刷機における制御系の構成の一例をブロック図として示す図である。 本発明のグラビア印刷機で印刷するときの一連の動作の過程の一例をフロー図として示す図である。

符号の説明

１００ ウェブ
Ｕ１〜Ｕ６ 第１〜６印刷ユニット
１０１、２０１，３０１、４０１、５０１、６０１ 圧胴
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２ 版胴
１２３、２３３、３４３、４５３、５６３ テンション検出器
２０３、３０３、４０３、５０３、６０３ 見当検出器
１ 巻出部
２ インフィード部
２１ インフィードローラ
２２ テンション検出器
３ アウトフィード部
４ 巻取部
５ ユニット外テンション制御部
７５１ ユニット外テンション制御指令部
６１１ ユニット間テンション検出部
６２１ ユニット間見当検出部
６３１ 信号入力部
６４１ 信号出力部
６５１ 操作パネル
７ 信号処理部
７１２ ユニット間テンション制御部
７１３ 圧胴操作部
７２２ ユニット間見当制御部
７２３ 版胴操作部
８ 圧胴駆動部
８１４ 圧胴サーボコントローラ
８１５ サーボアンプ
８１６ サーボモータ
８１７ パルスジェネレータ
９ 版胴駆動部
９２４ 版胴サーボコントローラ
９２５ サーボアンプ
９２６ サーボモータ
９２７ パルスジェネレータ

Claims (4)

1. 隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションを検出しテンション検出値を出力するテンション検出手段と、
   前記テンション検出値とテンション目標値との偏差を小さくするための制御演算を行ってテンション制御信号を出力するテンション制御手段と、
   前記テンション制御信号を入力して前記各印刷ユニットの圧胴操作信号を出力する圧胴操作手段と、
   前記各印刷ユニットの圧胴を前記圧胴操作信号に基づく所定の回転速度で駆動する圧胴駆動手段と、
   を具備することを特徴とするグラビア印刷機。
2. 請求項１記載のグラビア印刷機において、前記テンション制御信号は所定の印刷ユニットの圧胴の回転速度に対する他の印刷ユニットの圧胴の回転速度比率であり、前記圧胴操作信号はその回転速度比率を保持する位置指令（回転角度）信号であることを特徴とするグラビア印刷機。
3. 請求項１または２記載のグラビア印刷機において、前記隣接する２つの印刷ユニットにおけるウェブの印刷見当を検出し見当ずれ量を出力する見当検出手段と、前記見当ずれ量を小さくするための制御演算を行って見当制御信号を出力する見当制御手段と、前記見当制御信号を入力して各印刷ユニットの版胴操作信号を出力する版胴操作手段と、各印刷ユニットの版胴を前記版胴操作信号に基づく所定の回転位相で駆動する版胴駆動手段とを具備することを特徴とするグラビア印刷機。
4. 隣接する２つの印刷ユニット間におけるウェブのテンションを検出し、前記各印刷ユニットの圧胴の回転速度を操作することにより前記テンションを制御することを特徴とするグラビア印刷機のテンション制御方法。
   
   

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