JP2008105424A - 枚葉紙印刷機で振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】枚葉紙印刷機で振動によって誘起される動的な見当誤差を適切に低減または防止する。
【解決手段】枚葉紙印刷機で振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法が開示されている。振動によって生じる、胴の実際の角度位置の目標角度位置からの少なくとも１つのずれが、特に胴の、少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節によって補正される。そのために、枚葉紙印刷機の最新の振動状態が判定され、被印刷体枚葉紙の、色分解の位置に対する特定の整数次の振動の作用が計算され、その計算結果に基づいて、必要な円周方向の見当の補正をする調節が行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動によって生じる、胴の実際の角度位置の目標角度位置からの少なくとも１つのずれを、少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節によって補正する、枚葉紙印刷機で振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法に関する。さらに本発明は、複数の印刷ユニットと、個々の印刷ユニットで胴の角度位置を変更するためのアクチュエータを有する見当制御部とを備えている枚葉紙印刷機に関する。

枚葉紙印刷機の多数の印刷ユニットを用いて、品質的に高い価値のある多色印刷を作製するためには、被印刷体枚葉紙の上の色分解された個々の色が正しい見当で、すなわち見当に合わせて重ね刷りされることが特に重要である。この目的のために、周知の枚葉紙印刷機は、印刷ユニットの１つまたは複数の胴の位置をアクチュエータ、たとえば胴の駆動装置によって、複数の自由度で変更することができる、見当の制御部または調節部を有している。特に、版胴または枚葉紙搬送胴（すなわちドラム）の角度位置に影響を及ぼして、それによって、その位相位置を調節することができる（円周方向の見当合わせ）。このようにして、反対方向へ相応に角度位置の修正をすれば、枚葉紙長手方向の見当誤差を補正することができる。

たとえば運転速度、加速と減速、温度、版胴に受けられている版の位置、および枚葉紙の引渡しなどの数多くの動作量が、連続する２つの印刷ユニットの見当誤差の大きさを示す値に影響を及ぼす。ただし、枚葉紙印刷機が定常的に作動しているときは、定常的な見当誤差が生じるのが普通である。

たとえば特許文献１には、動作量の値が異なっているとき、特に、動作量に応じて駆動装置からのトルクの流れが異なっているときに生じる、異なる定常的な負荷が、見当の合った印刷と比べたときの定常的な見当誤差を、特定の一定量の動作量の値だけ引き起すことが記載されている。このような見当誤差は、円周方向の見当を、見当誤差を打ち消すように変更することによって、特に、見当を合わせるべき胴の回転角の目標値を相応に変更することによって、修正することができる。この目的のために、トルクの流れのモデルを用いて、作用する駆動モーメントおよび負荷モーメントと、動力伝達ラインの柔軟性（Elastizitat）とに基づき、予期される見当誤差を予測して算出することができる。

さらに、動作量の値に応じて、枚葉紙印刷機に振動が励起される場合があることが知られている。たとえば特許文献２には、こうした振動の結果として、枚葉紙長手方向の見当誤差が印刷画像に生じる可能性があると指摘されている。換言すると、振動によって誘起される動的な見当誤差も存在している可能性がある。特許文献２によれば、発生する見当誤差は、見当測定装置によって直接、または印刷機の枚葉紙位置検出器によって間接的に測定され、それにより、円周方向の見当の相応の修正を行うことができる。

一般に、励起する特定の周波数の干渉モーメント（Storungsmoment）が、枚葉紙印刷機または枚葉紙印刷機の一部の固有周波数と共振すると、枚葉紙印刷機において特に著しい振動が励起される。さまざまな干渉モーメントの周波数は、しばしば個々の動作量に依存し、特に、振幅が比較的大きい干渉モーメントは、周波数が速度に依存する。特に、整数次の周波数、すなわち枚葉紙印刷機の動作周波数の整数倍である周波数と、非整数次の周波数、すなわち枚葉紙印刷機の動作周波数の非整数倍である周波数とが区別される。整数次の振動は、枚葉紙印刷機の作動サイクルに対して一定の位相位置を有している。

特許文献２に記載されている見当修正のための処置では、干渉の発生源が定常的な性質のものであれ動的な性質のものであれ、補正されるべき見当誤差がどのような発生源に基づいて生じているのかは問題にされない。これは、結果として生じる誤差全体だけが測定されて修正されるからである。
ドイツ特許出願公開明細書第１０２００４０３１５０８Ａ１号 ドイツ特許出願公開明細書第４２１８６０４Ａ１号

本発明の目的は、枚葉紙印刷機で振動によって誘起される動的な見当誤差を適切に低減または防止することである。

この目的は、本発明により、請求項１に記載の特徴を備えている、枚葉紙印刷機で振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法によって達成される。本発明の有利な発展例は、従属請求項に記載されている。

特に多色印刷用の枚葉紙印刷機で、振動に由来する、または振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する（あるいは、補償する、反対方向に作用する、または修正する）本発明の方法では、振動によって生じる、胴、特に枚葉紙搬送胴の実際の角度位置の目標角度位置からの少なくとも１つのずれが、（枚葉紙印刷機の）少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節によって補正される。そのために、枚葉紙印刷機の最新の振動状態が（作動中に）判定され、被印刷体枚葉紙上の、色分解された各色の版の位置（die Lage der Farbauszuge）、特に少なくとも１つの胴の角度位置に対する特定の整数次の振動（Schwingungen ganzzahliger Ordnung）、すなわち枚葉紙印刷機の動作周波数の整数倍の周波数をもつ振動の作用が計算され、その計算結果に基づいて、必要な円周方向の見当の補正をする調節、特に胴の角度位置の調節が行われる。

振動は、特に回転振動であってよい。少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節は、胴の円周方向の見当の調節によって、特に胴の位相位置または角度方位の調節によって行うことができる。あるいは、調節されるべき胴は、前述の印刷ユニットとは異なる、枚葉紙印刷機の他の印刷ユニットの一部であってもよい。この胴は、特に版胴または枚葉紙搬送胴であってよい。この胴は、円周方向の見当が調節される印刷ユニットの一部であってよい。印刷ユニットの版胴は、円周方向の見当を備えた胴であってよい。少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節は、版胴の位置調節によって行うことができ、または、印刷機を通る枚葉紙搬送経路に沿って位置する胴、特に（好ましくは）枚葉紙搬送胴の位置調節によって行うことができる。少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節は、実際の角度位置の目標角度位置からのずれが確認された（測定され、定量的に判定された）胴、またはそれ以外の胴の位置調節によって行うことができる。版胴または枚葉紙搬送胴で、ずれの確認、測定、または定量的な判定を行うことができる。

有利なことに、振動に由来する見当誤差、つまり振動によって誘起される動的な見当誤差を修正することができる。本発明は、定常的な動作条件のときに、整数次の振動が定常的な見当誤差を動的に誘起するという知見を利用している。たとえば機械速度や機械において行われる振動の減衰量などの動作量に応じて決まる見当誤差は、測定によって、モデルを基礎とする計算によって、または、測定された値を考慮したうえでの計算によって枚葉紙印刷機の振動状態がわかれば判定することができ、それによって、印刷中に見当誤差が目視可能な問題を生じないように、円周方向の見当が見当誤差を打ち消すように作用するように予め制御しておくことができる。このような測定および／または計算は事前に行っておくこともでき、また、枚葉紙印刷機の作動中に（オンラインで）行うこともできる。円周方向の見当の調節は、二重になるのが防止される程度にゆっくりと行うのが好ましい。

本発明によって、枚葉紙印刷機の円周方向の見当の正確な予備制御を実現できるという利点がある。それによって、損紙の発生を減らすことができ、実施する必要がある調整作業を少なくすることができる。通常行われている制御の範囲を超える本発明の方法の工程は、単なるコストの追加によって実現することができる。

本発明の方法は、水平方向のタンデム型式の多数の印刷ユニット、特に４、５、６、８、１０、または１２の印刷ユニットを有している枚葉紙印刷機において適用されるのが特別に好ましい。このような種類の枚葉紙印刷機は、グラフィック業界ではロングタイプの機械（lange Maschinen）とも呼ばれている。印刷ユニットの個数が増えるにつれて、発生する振動振幅の大きさも増大する可能性があるので、これに対する直接的な対処や、本例では振動によって誘起される動的な見当誤差などの不都合な作用を回避するための措置を講じることは、特に重要になる。

本発明による方法の第１の実施態様では、最新の振動状態は、枚葉紙印刷機で回転振動センサまたはモーメントセンサ（Momentensensoren）を用いて測定を行い、測定された振動に基づいて、枚葉紙印刷機の動作周波数の整数倍の周波数をもつ振動を求めることによって決定される。この方法は、枚葉紙印刷機で現在生じている振動が直接かつ個別に定量化され、単純化した仮定や一般化を必要とする理論上のモデル作成を適用しなくてよいという点で好ましい。整数次の振動部分を確かめることは、特に、整数次の振動の振幅と位相の判定によって行うことができ、たとえば、測定された振動全体もしくは周波数スペクトル全体のフィルタリングによって、あるいは直交相関関係（orthogonale Korrelation）によって行うことができる。

また、本発明による方法の第２の実施態様では、最新の振動状態は、枚葉紙印刷機の動作量の値に応じて計算されて該動作量の値を用いてパラメータ化されて記憶装置に記憶されている多数の振動状態値から、最新の動作量の値の関数として選択される。動作量は、枚葉紙印刷機の動作状態を表すことができる。このような種類の動作量の有効な例として、機械速度や、温度や、表面のみの印刷動作または両面印刷動作などの枚葉紙印刷機の調節状態などがある。発生する振動を動作状態の関数として計算できるための基礎となる、枚葉紙印刷機の振動のモデルは、当業者には周知である。具体的な枚葉紙印刷機について利用されるモデルは、発生する振動を十分に正確に表すことができなくてはならない。振動状態を示す値は、さまざまな適切な形態で記憶することができる。すなわち、第１の態様では、すべての胴に関して支配的な次数の振動（dominanten Schwingungsordnungen）の振幅と位相位置が、印刷速度に対応させて記憶される。第２の態様では、振動次数の時間的推移が記憶装置に記憶される。

さらに、これに代わる、本発明による方法の第３の実施態様では、最新の振動状態は、枚葉紙印刷機の動作量の値に応じて測定されて該動作量の値を用いてパラメータ化されて記憶装置に記憶されている多数の振動状態値から、最新の動作量の値の関数として選択される。

さらに、これに代わる、本発明による方法の第４の実施態様では、最新の振動状態は、１組の動作量の値に応じて測定または計算されて記憶装置に記憶されている振動状態から、最新の動作量の値の関数として計算される。換言すると、振動状態の判定は、印刷動作時の測定とモデルとの組み合わせによって行うことができる。ただしこの場合、振動を規定するパラメータとなる動作量は、制御部に認識されていなくてもよく、印刷動作中に（オンラインで）監視することができ、それにより、記憶されている振動状態を補整することが可能となる。この実施態様の１つの重要な用途では、減衰との関係が既知である温度が枚葉紙印刷機に与えられる。

特定の整数次の振動の作用の計算は、特定の実施態様において、さまざまに異なったやり方で行うことができる。一方では、被印刷体枚葉紙の、色分解の各色の版の位置、特に少なくとも１つの胴の角度位置に対する特定の整数次の振動の作用は、並行して進行する（mitlaufenden）枚葉紙印刷機の枚葉紙追跡モデル（Bogenverfolgungsmodells）を用いて計算することができ、特に、印刷動作中に（オンラインで）計算することができる。他方では、被印刷体枚葉紙の、色分解の各色の版の位置、特に少なくとも１つの胴の角度位置に対する特定の整数次の振動の作用を表す関係が特に制御部に記憶されていてよく、それにより、最新の動作量の値について、振動に起因する、１つまたは複数の色分解の色の版の目標位置からのずれ、特に胴の目標角度位置からのずれを判定可能である。１つの重要な用途は、両面印刷動作（反転動作）への切換に対する依存性に関して見出される。このような関連性を求めて記憶することは、わずかな計算能力しか必要とせず、したがって経済的に行えるという特別な利点がある。この関連性は、胴の位置や、いくつかの設計データや、印刷される判型から導き出され、単純な幾何学的考察に基づいている。具体的には、表の形態で記憶することができる。

本発明による方法の１つの有利な実施態様では、計算結果に基づいて、特に胴の、必要な円周方向の見当の補正をする調節は、版の位置修正のために利用されるアクチュエータと、特に同じ追跡運動（Nachfahrbewegung）を利用して円周方向の見当を調節するための調節アルゴリズム（stellalgorithmen）とによって行われる。

正常な印刷動作中における枚葉紙印刷機の振動現象は、たとえば、連結されたねじれ振動子に基づいた線形のモデルによって十分な精度で表せることが多いことが判明している。線形のモデルについては、十分に正確な多数の計算方法がある。したがって、モデルを用いて表すのが十分に正確であることを前提とすると、本発明の方法における最新の振動状態の計算の基礎となるモデルは、線形であるのが好ましい。

正常な印刷動作の範囲を超える状況においては、非線形の振動現象が起こることもあるので、線形のモデルで表すのでは不十分になる。本発明による方法の１つの有利な発展例では、最新の振動状態の計算の基礎となるモデルは非線形である。たとえば非線形のモデルは、遊びを含むように連結されたねじれ振動子に基づいていてもよい。

本発明による方法の有利な実施態様では、上記に加えて、非整数次の振動が、補償モーメント（Kompensationsmomemten）の入力によって能動的に補正される。非整数次の振動は、有理数次数（rationale Ordnung）（有理分数（gebrochen rationale）、ただし整数ではない）または無理数次数（irrationale Ordnung）を有していてよく、すなわち、枚葉紙印刷機の動作周波数の有理数倍または無理数倍の周波数をもつ振動であり得る。このような振動は非同期振動と呼ぶこともできる。

前記したように、振動によって誘起される動的な見当誤差は、一般に、結果として生じる見当誤差全体のうちの１つの値にすぎない。特に、動的な見当誤差以外にも、特に定常的なモーメントや回転に基づく、前記した定常的な見当誤差が発生する可能性がある。本発明による方法の１つの有利な発展例では、計算結果に基づいて、特に胴の、必要な円周方向の見当の補正をする調節（振動に起因する動的な見当誤差を補正する調節）は、定常状態で引き起こされるその他の必要な調節に作用を及ぼすことがある。

複数の印刷ユニットと、個々の印刷ユニットで胴の角度位置を変更するためのアクチュエータを有する見当制御部とを備えている枚葉紙印刷機、特に枚葉紙オフセット印刷機も、本発明の思想と関連している。本発明によると、枚葉紙印刷機の見当制御部は、本明細書の記載に基づく特徴またはそれらの特徴の組み合わせを備えた方法をアクチュエータによって実施可能である制御プログラムが格納された計算ユニットおよび／または記憶ユニットを含んでいる。

枚葉紙印刷機は、モジュール形式で水平方向の列をなすように配置された複数の印刷ユニットを有することができる。枚葉紙印刷機は、４、５、６、７、１０、または１２の印刷ユニットを有することができる。枚葉紙印刷機は両面印刷機であってよい。枚葉紙印刷機は給紙装置と排紙装置を有することができる。特定の実施態様では、枚葉紙印刷機は、たとえば打抜きユニット、塗工ユニット、箔付けユニット、または裁断ユニットのような、１つまたは複数の処理ユニットを有することができる。枚葉紙印刷機は、さまざまな印刷方法に基づいて作動する印刷ユニットを含むことができる。特に、枚葉紙印刷機はオフセット印刷ユニットを有することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、連続する６つの胴の回転角φの関数として、振動振幅Ψを模式的に示している。６つの胴はそれぞれ異なる強さの最大振動振幅を有している。見当誤差に対する振動の影響を計算するためのモデルは、入力として、胴の位置に加えて、特に枚葉紙印刷機のすべての胴について、機械角度または時間の関数としての、振動をしない運動すなわち目標運動と比べたときの胴の回転角を必要とする。一般に、異なるサイクルで印刷動作中に特定の時点で到達する回転角φの特定の値のときに、１つの印刷ユニットから次の印刷ユニットへの引渡し、特に、図１の例では１つの胴から次の胴への引渡しが行われる。これらの各々の時点で、直接連続する２つの胴は異なる振動振幅Ψ（実線と破線）を有している。１つの胴から次の胴への引渡しの各々について図１の右半分に示している、これらの振動振幅Ψの差は、１つの胴から次の胴への各々の引渡しのたびに生じた見当誤差であり、正確に言うと、異なるプロセスに起因して生じた異なる部分が存在する場合の、動的な見当誤差の部分である。

図１に示す状況に代えて、印刷ユニットで同じ機能を持つ胴について考察することもでき、たとえば、モジュール形式で連続する、枚葉紙印刷機の異なる印刷ユニットにそれぞれ設けられた版胴または枚葉紙搬送胴について考察することができる。換言すると、これらの胴は直接連続するように配置されることはあり得ず、特に、連続する２つの印刷ユニットの胴であってよい。一例として、枚葉紙印刷機の最初と最後では、大きな振動振幅を有している振動（たとえば周波数が最小である第１の固有振動）が励起される可能性があり、それに対して、印刷機の中央部付近に配置された印刷ユニットの胴は、最大振動振幅が小さい。

図２は、枚葉紙印刷機の振動に起因する円周方向の見当（レジスタ）誤差を補正する本発明の方法の、有利な実施形態の模式的なフローチャートである。枚葉紙印刷機の動作状態１０が、矢印１４で表されているように、枚葉紙印刷機の振動形態１２に影響を及ぼし、さらに、この振動形態１２は枚葉紙３２に影響を与える。選択的に、枚葉紙印刷機の動作中に振動形態の測定１８を行うか（信号の流れ１６）、または、動作状態１０に応じて、記憶されている振動状態２０が決定される（信号の流れ１６）。これら二者択一の両方の場合における中間結果として、最新の振動状態２２が表される。この最新の振動状態２２は、枚葉紙追跡モデル２４への入力として利用することができ、その結果として、最新の振動状態２２の所定の見当合わせ作用２６が求められる。この中間結果を用いて円周方向の見当調節信号２８が計算され、それにより、円周方向の見当調節装置３０を最新の振動状態２２に合わせて適切に操作することができる。そして、円周方向の見当調節装置３０は、枚葉紙３２に対して修正措置（作用１４）を間接的に行う。

連続する６つの胴の回転角φの関数として振動振幅Ψを示す模式図である。 枚葉紙印刷機で振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する、本発明の方法の有利な実施形態を示す模式的なフローチャートである。

符号の説明

Ψ 振動振幅
φ 回転角
１０ 動作状態
１２ 枚葉紙印刷機の振動形態
１４ 作用
１６ 信号の流れ
１８ 動作中の測定
２０ 記憶されている振動状態
２２ 最新の振動状態
２４ 枚葉紙追跡モデル
２６ 見当合わせ作用
２８ 円周方向の見当調節信号の計算
３０ 円周方向の見当調節装置
３２ 枚葉紙

Claims (16)

1. 振動によって生じる、胴の実際の角度位置の目標角度位置からの少なくとも１つのずれを、少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節によって補正する、枚葉紙印刷機で振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法において、
   前記枚葉紙印刷機の最新の振動状態を判定し、被印刷体枚葉紙上の色分解の位置に対する特定の整数次の振動の作用を計算し、その計算結果に基づいて、必要な円周方向の見当の補正をする調節を行う
   ことを特徴とする、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
2. 少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節は、版胴の位置調節によって、または、前記枚葉紙印刷機を通る枚葉紙搬送経路に沿って位置する胴の位置調節によって行われる、請求項１に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
3. 少なくとも１つの印刷ユニットの円周方向の見当の調節は、実際の角度位置の目標角度位置からのずれが確認された胴の位置調節によって行われる、請求項１または２に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
4. 被印刷体枚葉紙の色分解の位置に対する特定の整数次の振動の作用は、少なくとも１つの胴の角度位置に対する作用という形態で計算される、請求項１に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
5. 最新の振動状態は、前記枚葉紙印刷機で回転振動センサまたはモーメントセンサを用いて測定を行い、測定された振動から、前記枚葉紙印刷機の動作周波数の整数倍の周波数をもつ振動を求めることによって決定される、請求項１に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
6. 最新の振動状態は、前記枚葉紙印刷機の動作量の値に応じて計算されて該動作量の値を用いてパラメータ化されて記憶装置に記憶されている多数の振動状態値から、最新の動作量の値の関数として選択される、請求項１に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
7. 最新の振動状態は、前記枚葉紙印刷機の動作量の値に応じて測定されて該動作量の値を用いてパラメータ化されて記憶装置に記憶されている多数の振動状態値から、最新の動作量の値の関数として選択される、請求項１に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
8. 最新の振動状態は、１組の動作量の値に応じて測定または計算されて記憶装置に記憶されている振動状態から、最新の動作量の値の関数として計算される、請求項１に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
9. 前記被印刷体枚葉紙の、前記色分解の位置に対する特定の整数次の振動の作用は、並行して進行する枚葉紙印刷機の枚葉紙追跡モデルを用いて計算される、請求項１から８までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
10. 前記被印刷体枚葉紙の、前記色分解の位置に対する特定の整数次の振動の作用を表す関係が記憶されており、それにより、最新の動作量の値について、振動に起因する目標位置からのずれを判定可能である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
11. 前記計算結果に基づいて、必要な円周方向の見当の補正をする調節は、版の位置修正のために利用されるアクチュエータと、円周方向の見当を調節するための調節アルゴリズムとによって行われる、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
12. 最新の振動状態の計算の基礎となるモデルは線形である、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
13. 最新の振動状態の計算の基礎となるモデルは非線形である、請求項１から９までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
14. 非整数次の振動を、補償モーメントの入力によって能動的に補正する、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
15. 前記計算結果に基づいて、必要な円周方向の見当の補正をする調節は、定常状態で引き起こされるその他の必要な調節に作用を及ぼす、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の、振動に起因する円周方向の見当誤差を補正する方法。
16. 複数の印刷ユニットと、個々の前記印刷ユニットで胴の角度位置を変更するためのアクチュエータを有する見当制御部とを備えている枚葉紙印刷機において、
    前記見当制御部は、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の方法を前記アクチュエータによって実施可能である制御プログラムが格納された計算ユニットおよび／または記憶ユニットを含んでいる
    ことを特徴とする枚葉紙印刷機。

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