JP3266313B2 - 印刷絵柄連続打抜装置のセクショナルドライブ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絵柄が等間隔に印刷さ
れた連続紙をフィードロールで送り、円周上に絵柄の形
状の複数の刃がついているロータリダイカッタ［以下、
単に「Ｒ／Ｄカッタ」という］で、その絵柄に合わせて
連続的に打抜いて行く装置において、フィードロールと
Ｒ／Ｄカッタをそれぞれサーボモータにより個別駆動す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の駆動方法が行われる一般的な従
来例としては、図４に示す駆動制御機構がある。図４の
ように印刷済みの連続紙２をロール状に卷回した給紙装
置１から、連続紙２の帯は数個のピンチロールを経てフ
ィードロール３へ到達し、上ロールと下ロール間に連続
紙２を挟み込み上ロールの円周上に等間隔に植設された
刃５で連続紙２を刃５の形状である絵柄に合わせて連続
的に打抜いて行くＲ／Ｄカッタ４に給紙され、打抜かれ
た連続紙２は絵柄連続紙として送出される。そして、フ
ィードロール３とＲ／Ｄカッタ４の間はタイミングベル
トまたはシャフトなどの伝達機構６により連結されてお
り、１台のモータ７によりフィードロール３とＲ／Ｄカ
ッタ４の両者が駆動されるいわゆるラインシャフト方式
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例は機械製作の精度（公差）によるフィードロ
ール３の直径とＲ／Ｄカッタ４の直径の微小な差は、フ
ィードロール３による連続紙２の送り速度とＲ／Ｄカッ
タ４の周速の差となり、そのままＲ／Ｄカッタ４におけ
る連続紙２の打抜き精度に影響を及ぼす。しかも、打抜
かれるのは連続紙であるため、その誤差は時間と共に積
算される。そのために、周速を一致させるためにフィー
ドロール３の周面を削るなどの作業で周速の調整を行っ
ていた。この作業は極めて煩雑であり、かつ失敗が許さ
れない。また、この調整を厳密に行っても、連続紙２に
印刷された図柄そのものの印刷精度が完璧に保証されて
いなくては、結局、再現性のある打抜き精度を得ること
は困難であった。ここにおいて、本発明は、従来例の不
具合を全て払拭した印刷絵柄連続打抜装置のセクショナ
ルドライブ方法を、提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、絵柄が等間隔で複数印刷された連続紙を
フィードロールからロータリダイカッタへ送り出し、こ
れら絵柄部分をロータリダイカッタの周面上に絵柄間隔
と同一間隔で設けられた複数のカッタ部材により連続的
に打ち抜き、しかも、フィードロール及びロータリダイ
カッタはそれぞれに設置されたサーボモータにより個別
に駆動されるようになっている、印刷絵柄連続打抜装置
のセクショナルドライブ方法において、前記連続紙に絵
柄の印刷位置を示すためのレジスタマークを印刷し、こ
のレジスタマークの通過を検出するためのマークセンサ
を前記フィードロール側に配設すると共に、前記カッタ
部材の絵柄打ち抜き位置の通過を検出するための近接ス
イッチを前記ロータリダイカッタ側に配設しておき、運
転開始後に、最初の前記レジスタマークが前記マークセ
ンサを通過した時点のフィードロール側パルスカウンタ
値Ｐ0′と、その後に最初の前記カッタ部材が前記絵柄
打ち抜き位置を通過した時点のロータリダイカッタ側パ
ルスカウンタ値Ｐ″とを検出し、両パルスカウンタ値の
差Ｐ0＝Ｐ0″−Ｐ0′を基準値として記憶しておき、そ
の後に、以降の前記レジスタマークが前記マークセンサ
を通過した時点のフィードロール側パルスカウンタ値Ｐ
n′（ｎ：整数）と、その後に最初の前記カッタ部材が
前記絵柄打ち抜き位置を通過した時点のロータリダイカ
ッタ側パルスカウンタ値Ｐn″とを検出し、両パルスカ
ウンタ値の差Ｐn＝Ｐn″−Ｐn′を求めると共に、この
差Ｐnと前記基準値Ｐ0との差ΔＰn＝Ｐn−Ｐ0を求め、
ΔＰn＞０の場合はΔＰnに対応した分だけ前記フィード
ロールの位相を遅らせ、ΔＰn＜０の場合はΔＰnに対応
した分だけ前記フィードロールの位相を進ませ、ΔＰn
＝０の場合は操作を加えずにそのままとする位相制御を
前記サーボモータに対して行い、更に、ΔＰn＞０の場
合が所定回数以上発生した場合は|ΔＰn|が予め設定さ
れたしきい値εより小さくなるまで前記フィードロール
の速度を減少させ、また、ΔＰn＜０の場合が所定回数
以上発生した場合は|ΔＰn|が予め設定されたしきい値
εより小さくなるまで前記フィードロールの速度を増大
させる制御をフィードロール側サーボモータに対して行
う、ことを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明はこのようにして構成された印刷絵柄連
続打抜装置のセクショナルドライブ方法であるから、フ
ィードロールの直径とＲ／Ｄカッタの直径の微小な差異
に基づく、フィードロールによる連続紙の送り速度とＲ
／Ｄカッタの周速の差は、フィードロールの周面を機械
的に切削する必要がなくなり、しかも連続紙上の絵柄の
印刷精度に起因するずれも合わせてなくなる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に示す機械的
構成並びに電気的回路構成を表すブロック図、図２に示
すその自動位相補正のタイムチャート及び図３に表す自
動位相補正と速度自動一致の学習機能のフローチャート
を参照し、従来例と同一もしくは相当の部材には同一の
符号を用いて説明する。図１のように、フィードロール
３とＲ／Ｄカッタ４はそれぞれサーボモータ11a,11b
［例えば、誘導電動機などの交流機あるいは永久磁石界
磁直流電動機などの直流機から成る］を設置し、セクシ
ョナルドライブとする。送られてくる連続紙２には絵柄
と共に絵柄の印刷位置を示すレジスタマーク８も印刷さ
れており、これらレジスタマーク８は応答速度の速い光
電リレー等のマークセンサ９により検出される。また、
Ｒ／Ｄカッタ４の周上には各刃５の位置毎に、近接スイ
ッチ10a のドグ10b が全てに対応してそれぞれ付設され
ている。各刃５は周上で等間隔であり、近接スイッチ10
a のドグ10b も等間隔の位置に設置されている。しかし
て、従来例の図４におけるラインシャフト６に対してこ
の実施例は、フィードロール３とＲ／Ｄカッタ４の各ロ
ール毎にサーボモータ11a,11b を設置し、両ロール間の
回転位相関係を保ちながら、精度良く運転させるいわゆ
る電子シャフトのセクショナルドライブ方式はすでに開
発されて実用化されている。この実施例も同様に、基本
的には、設定周長が正しければ設定ライン速度により、
フィードロール３とＲ／Ｄカッタ４とが常に同一速度で
同一送り量となるよう同調位相制御されるものである。
この場合もやはり、フィードロール３とＲ／Ｄカッタ４
の直径の設定値と真の値との誤差により、周速が微小で
はあるが不一致となる可能性があり、また、連続紙２上
のレジスタマーク８の位置が印刷精度の悪さにより、微
小ではあるがずれてくる可能性は残る。この微小なずれ
をも同時に解決する手法が、次のようにして導出され
る。

【０００７】先ず、順序として初めに ［Ａ］ 自動位相補正方法 について、説明する。連続紙２上のレジスタマーク８を
マークセンサ９で検出した瞬間から、Ｒ／Ｄカッタ４の
周上のドグ10b を近接スイッチ10a で検出するまでのフ
ィードロール３の回転量（パルス量）即ち連続紙２の送
り量を管理し、これが毎回一定となるようにフィードロ
ール３に自動位相補正をかけることにより、極めてわず
かな直径の違いによる周速の差で積算する位相のずれ
や、レジスタマーク８の印刷ずれも自動的に補正され
る。これを次の図２，図３も参照しながら順次説明す
る。まず、運転前に原点セット動作により、丁度、連続
紙２の絵柄の位置にＲ／Ｄカッタ４の刃５が来るよう
に、位置関係を合わせておき、サーボロックの状態で待
機させておき、その後に運転に入る。 運転開始後の
最初のレジスタマーク８の検出時のフィードロール３の
パルスカウンタ値をＰ0 ′とする。 その後の最初の
Ｒ／Ｄカッタ４の近接スイッチ10a がドグ10b を検出し
たときのフィードロール３のパルスカウンタ値をＰ0 ″
とする。 先のとのパルスカウンタ値の差をＰ0
（基準値）とすると、この Ｐ0 ＝Ｐ0 ″−Ｐ0 ′ ……（１式） を求める。これは運転直後のため誤差の積算がないもの
と考えることができ、基準値Ｐ0 として記憶させる。
その後、同様にレジスタマーク８の検出時のフィード
ロール３のパルスカウンタ値をＰ1 ′とし、その直後に
来るＲ／Ｄカッタ４の近接スイッチ10a がドグ10b を検
出した時の、フィードロール３のパルスカウンタ値をＰ
1 ″とし、両者の差をＰ1 とし、 Ｐ1 ＝Ｐ1 ″−Ｐ1 ′ ……（２式） を求める。 この差Ｐ1 と基準値Ｐ0 との比較を行
い、偏差ΔＰ1 として ΔＰ1 ＝Ｐ1 −Ｐ0 ……（３式） を求める。ここで、 ΔＰ1 ＞０ ……（４式） なら、フィードロール３の位相がＲ／Ｄカッタ４より進
んでいるものと考えられるため、その分、即ち偏差ΔＰ
1 だけフィードロール３の位相を遅らせる。 ΔＰ1 ＜０ ……（５式） なら、逆に｜ΔＰ1 ｜だけフィードロール３の位相を進
ませる。 ΔＰ1 ＝０ ……（６式） なら、フィードロール３とＲ／Ｄカッタ４の位相は、ぴ
ったり合っているものと見做し、何ら操作を加えない。
一般に、ｎ番目の作業に対し、その偏差をΔＰn とする
と ΔＰn ＝Ｐn −Ｐ0 ……（７式） を求め、 ΔＰn ＞０ ……（８式） なら、偏差ΔＰn だけフィードロール３の位相を遅らせ
る。 ΔＰn ＜０ ……（９式） なら、偏差ΔＰn だけフィードロール３の位相を進ませ
る。また、 ΔＰn ＝０ ……（１０式） なら、何ら操作を加えない。以上の操作により、Ｒ／Ｄ
カッタ４の刃５と連続紙２上のレジスタマーク８の位相
関係が自動的に保たれることになる。

【０００８】次に、 ［Ｂ］ 自動周速一致学習機能 について述べる。先の［Ａ］の自動位相補正方法の中
で、偏差ΔＰn の極性でフィードロール３の位相補正の
増減を決めているが、更に偏差ΔＰn の極性が例えば正
で、それが複数回例えばｍ回続けば、もともとフィード
ロール３の周速［これは連続紙２の送り速度に等しい］
がＲ／Ｄカッタ４の周速よりも速く設定されているもの
と見做し、ある比率［例えば0.01％］だけフィードロー
ル３の回転速度を落とす。更に、ｍ回続けば同じくその
比率だけ再度フィードロール３の回転速度を落とす。こ
の操作を繰返す。偏差ΔＰn の極性が負であり、かつそ
れがｍ回継続すれば、逆の操作を行う。偏差ΔＰn があ
るしきい値εの範囲内に入るまで［即ち｜ΔＰn ｜＜
ε］繰返し、範囲内に入れば一致したものと見做し、こ
の操作を停止する。もし、再び範囲を逸脱すれば、再び
上記操作を実行する。この手法により、フィードロール
３及びＲ／Ｄカッタ４の周速は自動的に一致に向かうこ
とになる。またそのことにより、位相補正を行う時の１
回当りの補正量も徐々に小さくて済むようになり、滑ら
かな運転が得られる。ここで得たフィードロール３の速
度変更した比率の結果は、以後常にコントローラ21内に
記憶しておく。Ｒ／Ｄカッタ４そのものを取り替えたり
しない限り、ここで得た結果は以後の運転でそのまま有
効となる。以上の［Ａ］自動位相補正方法，［Ｂ］自動
周速一致学習機能の手法は、フィードロール３とＲ／Ｄ
カッタ４の制御を入れ替えても、そのまま成立するもの
である。

【０００９】ここで、少しく一実施例の図面について敷
衍して説明を加える。図１に示すフィードロール３とＲ
／Ｄカッタ４の駆動機構において、12a,12bはサーボモ
ータ11a,11b の速度に対応するパルスを発生するパルス
エンコーダであり、13a,13b はコントローラ21からの回
転速度指令14a,14b とパルスエンコーダ12a,12b からの
帰還速度からサーボモータ11a,11b を駆動するサーボド
ライバである。また、図１に表すコントローラ21におい
て、原点セットの押釦34を押すと、原点セット回路30a,
30b および原点セット34a1と34a2の各接点がオンとな
り、フィードロール３とＲ／Ｄカッタ４とも動き始め
る。PH［フォトセンサつまりレジスタセンサの意味であ
る］31がレジスタマークを検出してオンすると、フィー
ドロール３は即時停止、Ｒ／Ｄカッタ４は近接スイッチ
10a[NLS はノンタクトリミットスイッチ] を検出してあ
る角度θだけ回って停止させる。これで、運転開始する
と丁度Ｒ／Ｄカッタ４の刃５が絵柄を打ち向くように位
置関係に合わせる。もし、狂っておれば先の角度θを微
調して、更に位置関係を合わせることも可能である。こ
こに、原点セットの34a1と34a2の各a 接点と、運転指令
に基づく運転a 接点の36a1,36a2,36a3とはインターロッ
クがとってあり、いずれか一方しかオンにならないすな
わち両者同時にオンなることはない。フィードロール３
とＲ／Ｄカッタ４の速度の設定は速度設定32で行われ、
Ａ／Ｄ［アナログ→デジタル変換］を介してソフトスタ
ータ22を経てなだらかな加速から設定速度へそしてなだ
らかな減速停止を実施する速度指令Ｖref が一方は速度
自動一致学習機能29を経て位置指令発生回路26a と他方
は直接に位置指令発生回路26b に入り、ここで位置指令
Ｘref となり、それらに自動位相補正回路28からの自動
位相補正［−ΔＰn]，初期位相調整35からの先の角度θ
を微調して、パルスフィードバック信号15a,15bのカウ
ンタ24a,24b からの帰還値を減算し、比例積分［PIa,PI
b]して速度信号に加算し、Ｄ／Ａ［デジタル→アナログ
変換］を介して回転速度指令14a,14b としてそれぞれサ
ーボドライバ13a,13b へ与えられる。なお、Ｒ／Ｄカッ
タのNLS 接点33は近接スイッチ10a からの信号である。
始動時のタイムチャートの図２において、横軸は全て時
間ｔの経過を示し、縦軸は速度，パルス，補正処理動作
をそれぞれ表し、図２(a) は連続紙２のライン速度、図
２(b) はレジスタマーク８がマーク・センサ９で検出さ
れたときのパルス、図２(c) はＲ／Ｄカッタ４のドグ10
b を近接スイッチ10a が感知したときのパルス、図２
(d) はフィードロール３のパルス・エンコーダ12a が発
生するパルス、図２(e) は自動位相補正回路28で行われ
る演算を示すものでパルスエンコーダ12a のパルスカウ
ンタ値［カウンタ24a の出力値］からそのときどきの基
準値Ｐ0 ′，Ｐ1 ′，…，Ｐn ′を減算したＰ0 ，Ｐ1
，…，Ｐn を求める態様を表しており、図２(f) はフ
ィードロール３とＲ／Ｄカッタ４の位相ずれに対応して
の補正処理がなされる時点を示す。この一実施例の手順
を流れ図を用いて表すと、図３のフローチャ−トのよう
になる。ステップ301 において、丁度、連続紙２の絵柄
の位置にＲ／Ｄカッタ４の刃５が来るように、運転前に
フィードロール３とＲ／Ｄカッタ４の位置を合わせる原
点セット動作の作業が行われる。ステップ302 でこのサ
ーボ系がロックされて原点セット完了となる。ステップ
303 に至り、駆動系の運転が開始となる。ステップ304
において、前述のでの説明がなされている、つまり最
初のレジスタマーク検出［マークセンサ９(PH)による連
続紙２上の最初のレジスタマーク８の検出である］によ
り、この瞬間のフィードロール３のパルスエンコーダ12
aが発生するパルスカウンタ値［24a]Ｐ0 ′を記憶す
る。ステップ305 で前述のでの説明がなされている、
最初のレジスタマーク８の後に来る最初のＲ／Ｄカッタ
４の近接スイッチ(NLS)10aがドグ10b を検出したとき
に、この瞬間のパルスカウンタ値［24a]Ｐ0 ″を読み取
る。ステップ306 に至り、前述のでの説明がなされて
いる、最初のレジスタマーク８を検出〜その後に来る最
初のＲ／Ｄカッタ４の近接スイッチ(NLS)10aがドグ10b
を検出の期間のフィードロール３のパルスエンコーダ12
a が発生するパルス量Ｐ0を基準値として、これを演算
する。次いで、ステップ307 において［このステップ30
7 及びステップ308 の動作は前述ので説明してい
る］、次ぎのレジスタマーク検出したとき、この瞬間の
フィードロール３のパルスエンコーダ12a が発生するパ
ルスのカウンタ値［24a]Ｐn ′を読み取る［ここに、n=
1,2,3 …である］。そうして、ステップ308 になり、す
ぐ後に来るＲ／Ｄカッタ４の近接スイッチ(NLS)10aがド
グ10b を検出したとき、この瞬間のパルスのカウンタ値
［24a]Ｐn″を読み取り、今回のレジスタマーク８を検
出〜その後に来る最初のＲ／Ｄカッタ４の近接スイッチ
(NLS)10aがドグ10b を検出の期間のフィードロール３の
パルスエンコーダ12a が発生するパルス量Ｐn ＝Ｐn ″
−Ｐn ′を演算する。それから、ステップ309 で［この
ステップ309 及びステップ310 の動作は前述ので説明
している］ステップ306 で算出した基準値Ｐ0 とステッ
プ308 のパルス量Ｐn を比較し、偏差ΔＰn ＝Ｐn −Ｐ
0 を演算する。さらに、ステップ310 に至り、位置指令
Ｘref を偏差ΔＰn で補正する、すなわち今回の位置指
令Ｘref に偏差 (−ΔＰn)を加えて、新たな位置補正さ
れた位置指令Ｘref が与えられ、これらステップ307 か
らステップ310 までが順次繰り返されて偏差ΔＰn ＝０
となる。ところで、先のステップ309 で導出した偏差Δ
Ｐn は、ステップ311 において同極性（正あるいは負の
極性の同一性）がｍ回連続しているかどうかが判断さ
れ、YES であればステップ312 へ至り、偏差ΔＰn が予
め設定しているあるしきい値εとの比較判断がなされし
きい値εより大きければステップ313 へ進む。ステップ
313 では偏差ΔＰn の極性を判断し、正(YES) のときは
ステップ314へ行きフィードロール３の速度を微小値α
％だけ落とし、負(NO)ときはステップ315 へ行きフィー
ドロール３の速度を微小値α％だけ上げる。しかして、
ステップ311 において同極性でなければステップ307 へ
戻り、またステップ312 で偏差ΔＰn がしきい値εより
小さければステップ307 へ戻り、さらにステップ314,31
5 の動作の後もステップ307 へ戻り偏差ΔＰn ＝０まで
順次繰り返される。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィードロール直径とＲ／Ｄカッタ直径の差による周速
の差をフィードロールの周面を機械的に削ることなく、
自動的に収束させることができ、かつ連続紙上の絵柄の
印刷精度に起因するずれも合わせて解決することがで
き、常に正確な打抜き精度を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における機械的構成と電気的
制御回路の構成を示すブロック図。

【図２】一実施例の自動位相補正を表すタイムチャー
ト。

【図３】一実施例での自動位相補正及び速度自動一致学
習機能を示すフローチャート。

【図４】従来例の機械的構成を説明するブロック図。

【符号の説明】

１ 給紙装置 ２ 印刷済みの連続紙 ３ フィードロール ４ Ｒ／Ｄ（ロータリダイ）カッタ ５ 刃 ８ レジスタマーク ９ マークセンサ 10a 近接スイッチ 10b 近接スイッチ10a のドグ 11a サーボモータ 11b サーボモータ 12a パルスエンコーダ 12b パルスエンコーダ 13a サーボドライバ 13b サーボドライバ 14a 回転速度指令 14b 回転速度指令 15a パルスフィードバック信号 15b パルスフィードバック信号 21 コントローラ 22 ソフトスタータ 23a Ｄ／Ａ（ディジタル信号→アナログ信号変換）変
換器 23b Ｄ／Ａ（ディジタル信号→アナログ信号変換）変
換器 24a カウンタ 24b カウンタ 25 速度指令 26 位置指令発生回路 27a 位置帰還信号 27b 位置帰還信号 28 自動位相補正回路 29 速度自動一致学習機能回路 30a 原点セット回路 30b 原点セット回路 31 レジスタ・マーク検出(PH)によりオンするa 接点 32 速度設定 33 Ｒ／Ｄ（ロータリダイ）カッタ４の10a 近接スイッ
チがドグ10b を検出したときオンするa 接点 34 原点セットするとき押す押釦 35 初期位相調整するとき押す押釦

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B26D 5/00 - 5/42 B26F 1/00 - 1/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絵柄が等間隔で複数印刷された連続紙をフ
   ィードロールからロータリダイカッタへ送り出し、これ
   ら絵柄部分をロータリダイカッタの周面上に絵柄間隔と
   同一間隔で設けられた複数のカッタ部材により連続的に
   打ち抜き、しかも、フィードロール及びロータリダイカ
   ッタはそれぞれに設置されたサーボモータにより個別に
   駆動されるようになっている、印刷絵柄連続打抜装置の
   セクショナルドライブ方法において、 前記連続紙に絵柄の印刷位置を示すためのレジスタマー
   クを印刷し、このレジスタマークの通過を検出するため
   のマークセンサを前記フィードロール側に配設すると共
   に、前記カッタ部材の絵柄打ち抜き位置の通過を検出す
   るための近接スイッチを前記ロータリダイカッタ側に配
   設しておき、 運転開始後に、最初の前記レジスタマークが前記マーク
   センサを通過した時点のフィードロール側パルスカウン
   タ値Ｐ0′と、その後に最初の前記カッタ部材が前記絵
   柄打ち抜き位置を通過した時点のロータリダイカッタ側
   パルスカウンタ値Ｐ″とを検出し、両パルスカウンタ値
   の差Ｐ0＝Ｐ0″−Ｐ0′を基準値として記憶しておき、 その後に、以降の前記レジスタマークが前記マークセン
   サを通過した時点のフィードロール側パルスカウンタ値
   Ｐn′（ｎ：整数）と、その後に最初の前記カッタ部材
   が前記絵柄打ち抜き位置を通過した時点のロータリダイ
   カッタ側パルスカウンタ値Ｐn″とを検出し、両パルス
   カウンタ値の差Ｐn＝Ｐn″−Ｐn′を求めると共に、こ
   の差Ｐnと前記基準値Ｐ0との差ΔＰn＝Ｐn−Ｐ0を求
   め、 ΔＰn＞０の場合はΔＰnに対応した分だけ前記フィード
   ロールの位相を遅らせ、ΔＰn＜０の場合はΔＰnに対応
   した分だけ前記フィードロールの位相を進ませ、ΔＰn
   ＝０の場合は操作を加えずにそのままとする位相制御を
   前記サーボモータに対して行い、 更に、ΔＰn＞０の場合が所定回数以上発生した場合は|
   ΔＰn|が予め設定されたしきい値εより小さくなるまで
   前記フィードロールの速度を減少させ、また、ΔＰn＜
   ０の場合が所定回数以上発生した場合は|ΔＰn|が予め
   設定されたしきい値εより小さくなるまで前記フィード
   ロールの速度を増大させる制御をフィードロール側サー
   ボモータに対して行う、 ことを特徴とする印刷絵柄連続打抜装置のセクショナル
   ドライブ方法。