JP3969816B2 - ウェブ式印刷機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブ式印刷機に関し、特に、給送されるウェブの走行状態（例えば張力や伸び）を制御しうるウェブ式印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、一般的なウェブ式印刷機に於けるウェブの給送状態（経路）を説明する図である。
図４に示すように、ウェブ式印刷機は、ウェブ供給装置４，プレヒートローラ１２，複数組の印刷装置７ａ〜７ｄ，給紙ドラグローラ１，排紙ドラグローラ３，印刷装置７ｂと印刷装置７ｃとの中間に配設される中間ドラグローラ２及びこれらの各ユニット間へ順次ウェブ６を案内する複数のガイドローラ１３等を備えて構成される。なお、図４中、１４ａ，１４ｂは定着ローラである。
【０００３】
なお、図４では、ウェブ６の表面に４色の印刷を行なう形式のウェブ式電子印刷機を例示しているが、更に多数組の印刷装置を併設した形式の印刷機であっても良い。また、印刷装置の中間、例えば印刷装置７ｂと印刷装置７ｃとの中間にウェブ反転機構を配設し、給送されるウェブ６の表裏を反転させるように構成し、ウェブ６の表面側に２色印刷を施した後、裏面側に２色印刷を施すようにした両面多色印刷機であっても良い。
【０００４】
上記構成のもと、ウェブ供給装置４に装着された巻取紙５から巻き戻されたウェブ６は、プレヒートローラ１２を巻回して走行する過程で適度に昇温された後、給紙ドラグローラ１を介して第１印刷装置７ａ及び第２印刷装置７ｂへ送り込まれる。そして、これらの第１印刷装置７ａ及び第２印刷装置７ｂでウェブ６の表面側に２色の印刷用トナーを付着された後、さらに定着ローラ１４ａへ移送され、この定着ローラ１４ａによってウェブ６の表面に印刷トナーを定着されて、ウェブ６の表面側に２色印刷を施される。
【０００５】
このようにして２色印刷を施されたウェブ６は、中間ドラグローラ２を介して第３印刷装置７ｃ及び第４印刷装置７ｄへ送り込まれる。そして、これらの第３印刷装置７ｃ及び第４印刷装置７ｄでウェブ６の表面側に更に異なる２色の印刷用トナーを付着された後、定着ローラ１４ｂへ移送され、この定着ローラ１４ｂによってウェブ６の表面に印刷トナーを定着されて、ウェブ６の表面側に４色印刷を施される。
【０００６】
そして、印刷を完了したウェブ６は、続いて排紙ドラグローラ３によって下流側の工程へ送り出され、裁断や折り畳み等の種々の加工が施される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のウェブ式電子印刷機では、上述の印刷装置７ａ〜７ｄに送り込まれるウェブ６の走行状態（例えば張力や伸び等）を適宜にコントロールするのに、給紙ドラグローラ１，中間ドラグローラ２，排紙ドラグローラ３の回転数Ｎを高精度で制御し、印刷装置７ａ〜７ｄへの送り込み量と印刷装置７ａ〜７ｄからの送り出し量とを調整する方法が採られている。
【０００８】
しかしながら、この方法には、以下に示すような課題がある。
図５は、従来のウェブ式電子印刷機の課題を説明するための図であり、この図５に示すように、中間ドラグローラ２及び排紙ドラグローラ３は、運転開始前や運転開始初期には室温と同程度の温度であるが、運転開始後は定着ローラ１４ａ，１４ｂ等によって加熱されたウェブ６が接触するため、その温度は徐々に上昇し、これにより、中間ドラグローラ２及び排紙ドラグローラ３は膨張して、図５中に、鎖線で示し符号２′（３′）を付すように、それぞれ直径が大きくなる。
【０００９】
また、給紙ドラグローラ１も、運転開始後はプレヒートローラ１２等によって加熱されたウェブ６が接触するため、その温度は徐々に上昇し、これにより、給紙ドラグローラ１は膨張して、その直径が大きくなる。
これについて、さらに説明すると、図５に示すように、それぞれのドラグローラ１，２，３の初期直径をＤ0 とし、運転開始後のそれぞれのドラグローラ１，２，３の膨張後の直径をＤ（Ｄ0 ＜Ｄ）として、それぞれのドラグローラ１，２，３の回転数Ｎを一定として制御した場合、それぞれのドラグローラ１，２，３の初期の周速度ｖ0 、運転開始後のそれぞれのドラグローラ１，２，３の膨張後の周速度ｖ（ｖ0 ＜ｖ）及び初期周速度ｖ0 と膨張後周速度ｖとの差（周速度変動）Δｖは、それぞれ次式（１),（２),（３）に示すようになる。
【００１０】
初期周速度 ｖ0 ＝πＤ0 Ｎ ・・・（１）
膨張後周速度 ｖ＝πＤＮ ・・・（２）
周速度変動 Δｖ＝ｖ−ｖ0 ＝π（Ｄ−Ｄ0 ）・Ｎ ・・・（３）
このように、それぞれのドラグローラ１，２，３の温度が上昇するとそれぞれのドラグローラ１，２，３の周速度が上がるため、図５に示すように、それぞれのドラグローラ１，２，３によるウェブ移送量も多くなる。
【００１１】
ここで、初期のウェブ移送量Ｓ0 、膨張後のウェブ移送量Ｓ（Ｓ0 ＜Ｓ）は、時間をｔとして、それぞれ次式（４),（５）により表すことができる。
初期のウェブ移送量 Ｓ0 ＝ｖ0 ・ｔ ・・・（４）
膨張後のウェブ移送量 Ｓ＝ｖ・ｔ ・・・（５）
このように、それぞれのドラグローラ１，２，３によるウェブ移送量が多くなると、印刷装置７ａ〜７ｄに送り込まれるウェブ６の走行状態（即ち、ウェブ６の張力や伸び変形等の状態）が大幅に変わってくることになる。つまり、それぞれのドラグローラ１，２，３の温度が上昇すると、それぞれの直径が大きくなり、これによりウェブ移送量も多くなるため、印刷装置７ａ〜７ｄに送り込まれるウェブ６の張力や伸び変形等の状態が大幅に変わってくることになる。
【００１２】
このように、それぞれのドラグローラ１，２，３の回転数Ｎを同一比率で制御するのみでは、ウェブ６の移送量が変動して、その張力や伸び変形等の状態が変化するため、印刷位置がずれるという課題がある。
特に、運転開始からドラグローラ１，２，３の温度が安定するまでの過渡時には、ドラグローラ１，２，３の温度変化が著しいため、それぞれのドラグローラ１，２，３の回転数Ｎをいかに精度良く制御したとしても、印刷位置はずれ続けてしまうことになる。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ドラグローラの直径が変動する場合であっても、ウェブを安定的に移送できるようにして、印刷位置がずれるのを防止し、印刷品質の大幅な向上を図れるようにした、ウェブ式印刷機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のウェブ式印刷機は、ウェブに所定の印刷を施す印刷装置と、該ウェブを加熱するヒートローラと、該ヒートローラの下流側に設けられ、該ウェブの移送量を調整するために駆動されるドラグローラと、該ドラグローラの外周面温度を計測する温度計測装置と、該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該ドラグローラの回転数を設定する制御装置と、該制御装置からの指令に応じて該ドラグローラの回転数を変更する回転数変更装置とを備え、該温度計測装置が、該ドラグローラの外周面温度を該ドラグローラに巻回されたウェブを介して間接的に計測することを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の本発明のウェブ式印刷機は、請求項１記載の装置において、前記ドラグローラとして複数のドラグローラを備え、前記温度計測装置として該複数のドラグローラのそれぞれの外周面温度を計測する温度計測装置を備え、前記制御装置として該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を設定する制御装置を備え、前記回転数変更装置として該制御装置からの指令に応じて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を変更する回転数変更装置を備えたことを特徴としている。
請求項３記載の本発明のウェブ式印刷機は、請求項１記載の装置において、前記ドラグローラとして複数のドラグローラを備え、前記温度計測装置として、該複数のドラグローラのうち、中間にあるドラグローラの外周面温度を計測する温度計測装置を備え、前記制御装置として該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を設定する制御装置を備え、前記回転数変更装置として該制御装置からの指令に応じて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を変更する回転数変更装置を備えたことを特徴としている。
請求項４記載の本発明のウェブ式印刷機は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、該温度計測装置が、非接触式のものとして構成されたことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態にかかる駆動ローラ制御装置は、給送されるウェブに所定の印刷を施すウェブ式電子印刷機に装備される。
このウェブ式電子印刷機は、図１に示すように、給紙ドラグローラ（ドラグローラ）１，中間ドラグローラ（ドラグローラ）２，排紙ドラグローラ（ドラグローラ）３を介して、ウェブ供給装置４に装着された巻取紙５から巻き戻されたウェブ６を、連続的に印刷装置７ａ〜７ｄへ給送して、その表面に所定の印刷を施すようになっている。
【００１７】
なお、このウェブ式電子印刷機としての一連の構成，機能は上述の従来技術（図４参照）で既に説明したものと同様であるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。また、図１中、図４に示す従来のウェブ式電子印刷機と同じ部分には同じ符号を付している。
次に、本駆動ローラ制御装置について説明する。
【００１８】
本駆動ローラ制御装置は、図１に示すように、上述のようなウェブ式電子印刷機に装備される中間ドラグローラ２の外周面温度を計測する温度計（温度計測装置）８と、温度計８により計測された中間ドラグローラ２の外周面温度に基づいて中間ドラグローラ２の回転数を設定する制御装置１０と、この制御装置１０からの指令（信号）に応じて作動されて中間ドラグローラ２の回転数を変更する回転数変更装置９とを備えて構成される。
【００１９】
ここで、温度計８は、例えば放射温度計，水晶温度計，光ファイバ式温度計等の非接触型温度計である。
この温度計８は、中間ドラグローラ２の外周面温度を直接計測できるように、中間ドラグローラ２の外周面に対向するように、この中間ドラグローラ２に近接した位置に設置されている。このように、温度計８を中間ドラグローラ２の外周面温度を直接計測できるような位置に設定することによって、中間ドラグローラ２の直径の変動をより正確に算出することができるようになっている。
【００２０】
なお、ここでは、温度計８を中間ドラグローラ２の外周面温度を直接計測しうるような位置に設けているが、これに限られるものではなく、例えば図２に示すように、中間ドラグローラ２の外周面温度を中間ドラグローラ２に巻回されたウェブ６を介して間接的に計測しうるような位置に設けても良い。この場合、温度計８による計測値に所定の補正を加える必要があるが、設置スペース等の面から設計（製作）に余裕が得られるという利点がある。
【００２１】
また、温度計８は、本実施形態のような非接触型温度計に限られるものではなく、別の形式のものであっても良い。例えば、中間ドラグローラ２本体やこの中間ドラグローラ２の軸端部に接触してその温度を計測する接触型温度計であっても良い。この接触型温度計としては、例えばサーミスタ，熱電対，測温抵抗体，光温度計等がある。
【００２２】
回転数変更装置９は、中間ドラグローラ２の軸端部にベルト１１Ａを介して連結されるＡＣサーボモータ１１と、制御装置１０からの指令に基づいてＡＣサーボモータ１１の作動を制御するモータ制御装置９Ａとを備え、中間ドラグローラ２を駆動する駆動装置により構成される。そして、制御装置１０からの指令がモータ制御装置９Ａに送られ、このモータ制御装置９ＡによってＡＣサーボモータ１１の回転数が変更されて駆動されるようになっており、これにより、中間ドラグローラ２の回転数が変更されるようになっている。
【００２３】
なお、ここでは、回転数変更装置（駆動装置）９としてＡＣサーボモータ１１を用いているが、回転数変更装置９はこれに限られるものではなく、種々の手段（装置）が考えられる。例えば、回転数変更装置（駆動装置）９としてＡＣサーボモータ１１及び無段変速機を設け、ＡＣサーボモータ１１の主軸を無段変速機を介して中間ドラグローラ２の軸端部に連結し、中間ドラグローラ２の回転数を適宜変更しながら駆動するようにしても良い。
【００２４】
制御装置１０は、温度計８により計測された中間ドラグローラ２の外周面温度に関する計測値（計測データ）のフィードバックにより中間ドラグローラ２の周速度がこの外周面温度に応じた周速度になるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するものとして構成される。つまり、中間ドラグローラ２の外周面温度の変化から中間ドラグローラ２の直径の変化を演算し、目的とする周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を補正して設定する機能を備えるものとして構成される。
【００２５】
次に、本駆動ローラ制御装置の制御アルゴリズムについて、図３を参照しながら説明する。
本駆動ローラ制御装置では、まず、ウェブ式電子印刷機の運転を開始したら（ステップＳ１０）、温度計８により中間ドラグローラ２の外周面温度を計測する（ステップＳ２０）。
【００２６】
そして、これらの温度計８により計測されたそれぞれの温度（温度値）が制御装置１０へ送られ、この計測された温度に基づいて、制御装置１０で温度と回転数Ｎとの変換テーブル１０Ａによって中間ドラグローラ２の回転数Ｎが計算される。つまり、制御装置１０では、温度計８により計測された温度に基づいて中間ドラグローラ２の膨張後の直径Ｄを演算し、算出された膨張後の直径Ｄに基づいて、中間ドラグローラ２の周速度が所定の周速度になるよう回転数Ｎを算出し、予め設定された回転数をこの算出された回転数Ｎに補正する。
【００２７】
続いて、補正された回転数Ｎは、回転数変更指令として中間ドラグローラ２の駆動装置９へ送信され（ステップＳ４０）、この駆動装置９によってＡＣサーボモータ１１が駆動されて中間ドラグローラ２の回転数が変更され、これにより、温度計８により計測された温度に基づいて中間ドラグローラ２の周速度が制御される（ステップＳ５０）。
【００２８】
例えば、図３に示すように、初期状態（常温）に於ける中間ドラグローラ２の直径をＤ0 とし、その設定回転数をＮ0 とするとともに、膨張後（昇温時）の中間ドラグローラ２の直径をＤ（Ｄ0 ＜Ｄ）とし、補正回転数をＮ（Ｎ0 ＞Ｎ）とした場合、中間ドラグローラ２の周速度ｖを一定にする為には次式（６）の関係と、ウェブ供給装置４から供給される状態とを加味して制御する必要がある。
【００２９】
ｖ＝π・Ｄ0 ・Ｎ0 ＝π・Ｄ・Ｎ ・・・（６）
つまり、中間ドラグローラ２の温度が上昇して膨張し、その直径が初期直径Ｄ0 から膨張後直径Ｄになるため、その回転数も設定回転数Ｎ0 から補正回転数Ｎに減速することを基本とした制御をする必要がある。
これにより、次式（７）に示すように、初期状態におけるウェブ移送量と膨張後のウェブ移送量とを等しくすることができる。
【００３０】
ｖｔ＝π・Ｄ0 ・Ｎ0 ・ｔ＝π・Ｄ・Ｎ・ｔ ・・・（７）
この中間ドラグローラ２の直径の変化（Ｄ−Ｄ0 ）は、中間ドラグローラ２の材質によって決定される体膨張係数，温度差及びローラ寸法等の諸条件に基づいて演算することができる。
本実施形態にかかる駆動ローラ制御装置は、上述のような構成，機能を有するため、中間ドラグローラ２の温度変化に伴う直径の変動に関係なく、ウェブ６を安定的に印刷装置７ａ〜７ｄへ移送することができ、ウェブ６の張力や伸び等の状態の変動によって印刷位置がずれる等の不具合をなくすことができ、これにより、印刷品質の大幅な向上が図れるという利点がある。
【００３１】
これに関連して、印刷不良に起因した損紙が減少するため、経費の削減（原価低減）も図れるという利点もある。
なお、本実施形態では、温度計８によって中間ドラグローラ２の外周面温度を計測し、この計測温度に基づいて中間ドラグローラ２の直径の変化を演算し、これに応じた周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するようにしているが、中間ドラグローラ２の回転数の設定はこれに限られるものではなく、レーザ光線，高周波その他の測定手段によって中間ドラグローラ２の直径（又は直径の変化）を直接測定し、この直径に応じた周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するようにしても良い。
【００３２】
この場合、制御装置は測定手段によって計測された中間ドラグローラ２の直径に応じた周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するように構成する。
これにより、上述の実施形態のものと同様に、ドラグローラの直径の変動に関係なく、ウェブを安定的に移送することができる。これにより、ウェブの張力（伸び）の変動によって印刷位置がずれる等の不具合をなくすことができ、印刷品質の大幅な向上が図れるという利点がある。これに関連して、印刷不良に起因した損紙が減少するため、経費の削減（原価低減）も図れるという利点もある。
【００３３】
また、本実施形態では、駆動ローラ制御装置を中間ドラグローラ２を制御するものとしているが、同様の構成の駆動ローラ制御装置を、給紙ドラグローラ１，排紙ドラグローラ３を制御するものとして装備すれば、ウェブ６の走行（移送）状態のより安定的な制御を行なえるようになる。
この場合、温度計測手段としての温度計８を、中間ドラグローラ２に近接した位置に設けるとともに、給紙ドラグローラ１及び排紙ドラグローラ３に近接した位置にも設け、上述の中間ドラグローラ２に関する駆動ローラ制御装置と同様の制御をそれぞれにおいて行なう必要があり、これにより、印刷装置７ａ〜７ｄへのウェブ６の走行（給送）状態をより理想的にコントロールすることができることになる。
【００３４】
また、温度計測手段としての温度計８は、中間ドラグローラ２に近接した位置のみに設け、これにより計測された情報に基づいて、中間ドラグローラ２の直径の変化を算出するとともに、給紙ドラグローラ１及び排紙ドラグローラ３の直径の変化も算出して、上述の中間ドラグローラ２に関する駆動ローラ制御装置と同様の制御をそれぞれにおいて行なうようにしても良い。これにより、簡素な構成としながら、印刷装置７ａ〜７ｄへのウェブ６の走行（給送）状態をより良いものとすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４記載の本発明のウェブ式印刷機によれば、温度計測装置により計測されたドラグローラの外周面温度に基づいてドラグローラの回転数を設定するため、ドラグローラの温度変化に伴う直径の変動に関係なく、ウェブを安定的に移送することができる。これにより、ウェブの張力（伸び）の変動によって印刷位置がずれる等の不具合をなくすことができ、印刷品質の大幅な向上が図れるという利点がある。これに関連して、印刷不良に起因した損紙が減少するため、経費の削減（原価低減）も図れるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるウェブ式印刷機の駆動ローラ制御装置の概略構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるドラグローラの温度計測手段の他の配設例を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる制御アルゴリズムのプロセス図である。
【図４】従来のウェブ式印刷機の駆動ローラ制御装置の概略構成説明図である。
【図５】従来のウェブ式印刷機の駆動ローラ制御装置の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 給紙ドラグローラ（ドラグローラ）
２ 中間ドラグローラ（ドラグローラ）
３ 排紙ドラグローラ（ドラグローラ）
４ ウェブ供給装置
５ 巻取機
６ ウェブ
７ａ〜７ｄ 印刷装置
８ 温度計（温度計測装置）
９ 駆動装置（回転数変更装置）
９Ａ モータ制御装置
１０ 制御装置
１１ ＡＣサーボモータ
１１Ａ ベルト
１２ プレヒートローラ
１３ ガイドローラ
１４ａ，１４ｂ 定着ローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブ式印刷機に関し、特に、給送されるウェブの走行状態（例えば張力や伸び）を制御しうるウェブ式印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、一般的なウェブ式印刷機に於けるウェブの給送状態（経路）を説明する図である。
図４に示すように、ウェブ式印刷機は、ウェブ供給装置４，プレヒートローラ１２，複数組の印刷装置７ａ〜７ｄ，給紙ドラグローラ１，排紙ドラグローラ３，印刷装置７ｂと印刷装置７ｃとの中間に配設される中間ドラグローラ２及びこれらの各ユニット間へ順次ウェブ６を案内する複数のガイドローラ１３等を備えて構成される。なお、図４中、１４ａ，１４ｂは定着ローラである。
【０００３】
なお、図４では、ウェブ６の表面に４色の印刷を行なう形式のウェブ式電子印刷機を例示しているが、更に多数組の印刷装置を併設した形式の印刷機であっても良い。また、印刷装置の中間、例えば印刷装置７ｂと印刷装置７ｃとの中間にウェブ反転機構を配設し、給送されるウェブ６の表裏を反転させるように構成し、ウェブ６の表面側に２色印刷を施した後、裏面側に２色印刷を施すようにした両面多色印刷機であっても良い。
【０００４】
上記構成のもと、ウェブ供給装置４に装着された巻取紙５から巻き戻されたウェブ６は、プレヒートローラ１２を巻回して走行する過程で適度に昇温された後、給紙ドラグローラ１を介して第１印刷装置７ａ及び第２印刷装置７ｂへ送り込まれる。そして、これらの第１印刷装置７ａ及び第２印刷装置７ｂでウェブ６の表面側に２色の印刷用トナーを付着された後、さらに定着ローラ１４ａへ移送され、この定着ローラ１４ａによってウェブ６の表面に印刷トナーを定着されて、ウェブ６の表面側に２色印刷を施される。
【０００５】
このようにして２色印刷を施されたウェブ６は、中間ドラグローラ２を介して第３印刷装置７ｃ及び第４印刷装置７ｄへ送り込まれる。そして、これらの第３印刷装置７ｃ及び第４印刷装置７ｄでウェブ６の表面側に更に異なる２色の印刷用トナーを付着された後、定着ローラ１４ｂへ移送され、この定着ローラ１４ｂによってウェブ６の表面に印刷トナーを定着されて、ウェブ６の表面側に４色印刷を施される。
【０００６】
そして、印刷を完了したウェブ６は、続いて排紙ドラグローラ３によって下流側の工程へ送り出され、裁断や折り畳み等の種々の加工が施される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のウェブ式電子印刷機では、上述の印刷装置７ａ〜７ｄに送り込まれるウェブ６の走行状態（例えば張力や伸び等）を適宜にコントロールするのに、給紙ドラグローラ１，中間ドラグローラ２，排紙ドラグローラ３の回転数Ｎを高精度で制御し、印刷装置７ａ〜７ｄへの送り込み量と印刷装置７ａ〜７ｄからの送り出し量とを調整する方法が採られている。
【０００８】
しかしながら、この方法には、以下に示すような課題がある。
図５は、従来のウェブ式電子印刷機の課題を説明するための図であり、この図５に示すように、中間ドラグローラ２及び排紙ドラグローラ３は、運転開始前や運転開始初期には室温と同程度の温度であるが、運転開始後は定着ローラ１４ａ，１４ｂ等によって加熱されたウェブ６が接触するため、その温度は徐々に上昇し、これにより、中間ドラグローラ２及び排紙ドラグローラ３は膨張して、図５中に、鎖線で示し符号２′（３′）を付すように、それぞれ直径が大きくなる。
【０００９】
また、給紙ドラグローラ１も、運転開始後はプレヒートローラ１２等によって加熱されたウェブ６が接触するため、その温度は徐々に上昇し、これにより、給紙ドラグローラ１は膨張して、その直径が大きくなる。
これについて、さらに説明すると、図５に示すように、それぞれのドラグローラ１，２，３の初期直径をＤ0 とし、運転開始後のそれぞれのドラグローラ１，２，３の膨張後の直径をＤ（Ｄ0 ＜Ｄ）として、それぞれのドラグローラ１，２，３の回転数Ｎを一定として制御した場合、それぞれのドラグローラ１，２，３の初期の周速度ｖ0 、運転開始後のそれぞれのドラグローラ１，２，３の膨張後の周速度ｖ（ｖ0 ＜ｖ）及び初期周速度ｖ0 と膨張後周速度ｖとの差（周速度変動）Δｖは、それぞれ次式（１),（２),（３）に示すようになる。
【００１０】
初期周速度 ｖ0 ＝πＤ0 Ｎ ・・・（１）
膨張後周速度 ｖ＝πＤＮ ・・・（２）
周速度変動 Δｖ＝ｖ−ｖ0 ＝π（Ｄ−Ｄ0 ）・Ｎ ・・・（３）
このように、それぞれのドラグローラ１，２，３の温度が上昇するとそれぞれのドラグローラ１，２，３の周速度が上がるため、図５に示すように、それぞれのドラグローラ１，２，３によるウェブ移送量も多くなる。
【００１１】
ここで、初期のウェブ移送量Ｓ0 、膨張後のウェブ移送量Ｓ（Ｓ0 ＜Ｓ）は、時間をｔとして、それぞれ次式（４),（５）により表すことができる。
初期のウェブ移送量 Ｓ0 ＝ｖ0 ・ｔ ・・・（４）
膨張後のウェブ移送量 Ｓ＝ｖ・ｔ ・・・（５）
このように、それぞれのドラグローラ１，２，３によるウェブ移送量が多くなると、印刷装置７ａ〜７ｄに送り込まれるウェブ６の走行状態（即ち、ウェブ６の張力や伸び変形等の状態）が大幅に変わってくることになる。つまり、それぞれのドラグローラ１，２，３の温度が上昇すると、それぞれの直径が大きくなり、これによりウェブ移送量も多くなるため、印刷装置７ａ〜７ｄに送り込まれるウェブ６の張力や伸び変形等の状態が大幅に変わってくることになる。
【００１２】
このように、それぞれのドラグローラ１，２，３の回転数Ｎを同一比率で制御するのみでは、ウェブ６の移送量が変動して、その張力や伸び変形等の状態が変化するため、印刷位置がずれるという課題がある。
特に、運転開始からドラグローラ１，２，３の温度が安定するまでの過渡時には、ドラグローラ１，２，３の温度変化が著しいため、それぞれのドラグローラ１，２，３の回転数Ｎをいかに精度良く制御したとしても、印刷位置はずれ続けてしまうことになる。
【００１３】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ドラグローラの直径が変動する場合であっても、ウェブを安定的に移送できるようにして、印刷位置がずれるのを防止し、印刷品質の大幅な向上を図れるようにした、ウェブ式印刷機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のウェブ式印刷機は、ウェブに所定の印刷を施す印刷装置と、該ウェブを加熱するヒートローラと、該ヒートローラの下流側に設けられ、該ウェブの移送量を調整するために駆動されるドラグローラと、該ドラグローラの外周面温度を計測する温度計測装置と、該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該ドラグローラの回転数を設定する制御装置と、該制御装置からの指令に応じて該ドラグローラの回転数を変更する回転数変更装置とを備え、該温度計測装置が、該ドラグローラの外周面温度を該ドラグローラに巻回されたウェブを介して間接的に計測することを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の本発明のウェブ式印刷機は、請求項１記載の装置において、前記ドラグローラとして複数のドラグローラを備え、前記温度計測装置として該複数のドラグローラのそれぞれの外周面温度を計測する温度計測装置を備え、前記制御装置として該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を設定する制御装置を備え、前記回転数変更装置として該制御装置からの指令に応じて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を変更する回転数変更装置を備えたことを特徴としている。
請求項３記載の本発明のウェブ式印刷機は、請求項１記載の装置において、前記ドラグローラとして複数のドラグローラを備え、前記温度計測装置として、該複数のドラグローラのうち、中間にあるドラグローラの外周面温度を計測する温度計測装置を備え、前記制御装置として該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を設定する制御装置を備え、前記回転数変更装置として該制御装置からの指令に応じて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を変更する回転数変更装置を備えたことを特徴としている。
請求項４記載の本発明のウェブ式印刷機は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、該温度計測装置が、非接触式のものとして構成されたことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態にかかる駆動ローラ制御装置は、給送されるウェブに所定の印刷を施すウェブ式電子印刷機に装備される。
このウェブ式電子印刷機は、図１に示すように、給紙ドラグローラ（ドラグローラ）１，中間ドラグローラ（ドラグローラ）２，排紙ドラグローラ（ドラグローラ）３を介して、ウェブ供給装置４に装着された巻取紙５から巻き戻されたウェブ６を、連続的に印刷装置７ａ〜７ｄへ給送して、その表面に所定の印刷を施すようになっている。
【００１７】
なお、このウェブ式電子印刷機としての一連の構成，機能は上述の従来技術（図４参照）で既に説明したものと同様であるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。また、図１中、図４に示す従来のウェブ式電子印刷機と同じ部分には同じ符号を付している。
次に、本駆動ローラ制御装置について説明する。
【００１８】
本駆動ローラ制御装置は、図１に示すように、上述のようなウェブ式電子印刷機に装備される中間ドラグローラ２の外周面温度を計測する温度計（温度計測装置）８と、温度計８により計測された中間ドラグローラ２の外周面温度に基づいて中間ドラグローラ２の回転数を設定する制御装置１０と、この制御装置１０からの指令（信号）に応じて作動されて中間ドラグローラ２の回転数を変更する回転数変更装置９とを備えて構成される。
【００１９】
ここで、温度計８は、例えば放射温度計，水晶温度計，光ファイバ式温度計等の非接触型温度計である。
この温度計８は、中間ドラグローラ２の外周面温度を直接計測できるように、中間ドラグローラ２の外周面に対向するように、この中間ドラグローラ２に近接した位置に設置されている。このように、温度計８を中間ドラグローラ２の外周面温度を直接計測できるような位置に設定することによって、中間ドラグローラ２の直径の変動をより正確に算出することができるようになっている。
【００２０】
なお、ここでは、温度計８を中間ドラグローラ２の外周面温度を直接計測しうるような位置に設けているが、これに限られるものではなく、例えば図２に示すように、中間ドラグローラ２の外周面温度を中間ドラグローラ２に巻回されたウェブ６を介して間接的に計測しうるような位置に設けても良い。この場合、温度計８による計測値に所定の補正を加える必要があるが、設置スペース等の面から設計（製作）に余裕が得られるという利点がある。
【００２１】
また、温度計８は、本実施形態のような非接触型温度計に限られるものではなく、別の形式のものであっても良い。例えば、中間ドラグローラ２本体やこの中間ドラグローラ２の軸端部に接触してその温度を計測する接触型温度計であっても良い。この接触型温度計としては、例えばサーミスタ，熱電対，測温抵抗体，光温度計等がある。
【００２２】
回転数変更装置９は、中間ドラグローラ２の軸端部にベルト１１Ａを介して連結されるＡＣサーボモータ１１と、制御装置１０からの指令に基づいてＡＣサーボモータ１１の作動を制御するモータ制御装置９Ａとを備え、中間ドラグローラ２を駆動する駆動装置により構成される。そして、制御装置１０からの指令がモータ制御装置９Ａに送られ、このモータ制御装置９ＡによってＡＣサーボモータ１１の回転数が変更されて駆動されるようになっており、これにより、中間ドラグローラ２の回転数が変更されるようになっている。
【００２３】
なお、ここでは、回転数変更装置（駆動装置）９としてＡＣサーボモータ１１を用いているが、回転数変更装置９はこれに限られるものではなく、種々の手段（装置）が考えられる。例えば、回転数変更装置（駆動装置）９としてＡＣサーボモータ１１及び無段変速機を設け、ＡＣサーボモータ１１の主軸を無段変速機を介して中間ドラグローラ２の軸端部に連結し、中間ドラグローラ２の回転数を適宜変更しながら駆動するようにしても良い。
【００２４】
制御装置１０は、温度計８により計測された中間ドラグローラ２の外周面温度に関する計測値（計測データ）のフィードバックにより中間ドラグローラ２の周速度がこの外周面温度に応じた周速度になるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するものとして構成される。つまり、中間ドラグローラ２の外周面温度の変化から中間ドラグローラ２の直径の変化を演算し、目的とする周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を補正して設定する機能を備えるものとして構成される。
【００２５】
次に、本駆動ローラ制御装置の制御アルゴリズムについて、図３を参照しながら説明する。
本駆動ローラ制御装置では、まず、ウェブ式電子印刷機の運転を開始したら（ステップＳ１０）、温度計８により中間ドラグローラ２の外周面温度を計測する（ステップＳ２０）。
【００２６】
そして、これらの温度計８により計測されたそれぞれの温度（温度値）が制御装置１０へ送られ、この計測された温度に基づいて、制御装置１０で温度と回転数Ｎとの変換テーブル１０Ａによって中間ドラグローラ２の回転数Ｎが計算される。つまり、制御装置１０では、温度計８により計測された温度に基づいて中間ドラグローラ２の膨張後の直径Ｄを演算し、算出された膨張後の直径Ｄに基づいて、中間ドラグローラ２の周速度が所定の周速度になるよう回転数Ｎを算出し、予め設定された回転数をこの算出された回転数Ｎに補正する。
【００２７】
続いて、補正された回転数Ｎは、回転数変更指令として中間ドラグローラ２の駆動装置９へ送信され（ステップＳ４０）、この駆動装置９によってＡＣサーボモータ１１が駆動されて中間ドラグローラ２の回転数が変更され、これにより、温度計８により計測された温度に基づいて中間ドラグローラ２の周速度が制御される（ステップＳ５０）。
【００２８】
例えば、図３に示すように、初期状態（常温）に於ける中間ドラグローラ２の直径をＤ0 とし、その設定回転数をＮ0 とするとともに、膨張後（昇温時）の中間ドラグローラ２の直径をＤ（Ｄ0 ＜Ｄ）とし、補正回転数をＮ（Ｎ0 ＞Ｎ）とした場合、中間ドラグローラ２の周速度ｖを一定にする為には次式（６）の関係と、ウェブ供給装置４から供給される状態とを加味して制御する必要がある。
【００２９】
ｖ＝π・Ｄ0 ・Ｎ0 ＝π・Ｄ・Ｎ ・・・（６）
つまり、中間ドラグローラ２の温度が上昇して膨張し、その直径が初期直径Ｄ0 から膨張後直径Ｄになるため、その回転数も設定回転数Ｎ0 から補正回転数Ｎに減速することを基本とした制御をする必要がある。
これにより、次式（７）に示すように、初期状態におけるウェブ移送量と膨張後のウェブ移送量とを等しくすることができる。
【００３０】
ｖｔ＝π・Ｄ0 ・Ｎ0 ・ｔ＝π・Ｄ・Ｎ・ｔ ・・・（７）
この中間ドラグローラ２の直径の変化（Ｄ−Ｄ0 ）は、中間ドラグローラ２の材質によって決定される体膨張係数，温度差及びローラ寸法等の諸条件に基づいて演算することができる。
本実施形態にかかる駆動ローラ制御装置は、上述のような構成，機能を有するため、中間ドラグローラ２の温度変化に伴う直径の変動に関係なく、ウェブ６を安定的に印刷装置７ａ〜７ｄへ移送することができ、ウェブ６の張力や伸び等の状態の変動によって印刷位置がずれる等の不具合をなくすことができ、これにより、印刷品質の大幅な向上が図れるという利点がある。
【００３１】
これに関連して、印刷不良に起因した損紙が減少するため、経費の削減（原価低減）も図れるという利点もある。
なお、本実施形態では、温度計８によって中間ドラグローラ２の外周面温度を計測し、この計測温度に基づいて中間ドラグローラ２の直径の変化を演算し、これに応じた周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するようにしているが、中間ドラグローラ２の回転数の設定はこれに限られるものではなく、レーザ光線，高周波その他の測定手段によって中間ドラグローラ２の直径（又は直径の変化）を直接測定し、この直径に応じた周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するようにしても良い。
【００３２】
この場合、制御装置は測定手段によって計測された中間ドラグローラ２の直径に応じた周速度となるように中間ドラグローラ２の回転数を設定するように構成する。
これにより、上述の実施形態のものと同様に、ドラグローラの直径の変動に関係なく、ウェブを安定的に移送することができる。これにより、ウェブの張力（伸び）の変動によって印刷位置がずれる等の不具合をなくすことができ、印刷品質の大幅な向上が図れるという利点がある。これに関連して、印刷不良に起因した損紙が減少するため、経費の削減（原価低減）も図れるという利点もある。
【００３３】
また、本実施形態では、駆動ローラ制御装置を中間ドラグローラ２を制御するものとしているが、同様の構成の駆動ローラ制御装置を、給紙ドラグローラ１，排紙ドラグローラ３を制御するものとして装備すれば、ウェブ６の走行（移送）状態のより安定的な制御を行なえるようになる。
この場合、温度計測手段としての温度計８を、中間ドラグローラ２に近接した位置に設けるとともに、給紙ドラグローラ１及び排紙ドラグローラ３に近接した位置にも設け、上述の中間ドラグローラ２に関する駆動ローラ制御装置と同様の制御をそれぞれにおいて行なう必要があり、これにより、印刷装置７ａ〜７ｄへのウェブ６の走行（給送）状態をより理想的にコントロールすることができることになる。
【００３４】
また、温度計測手段としての温度計８は、中間ドラグローラ２に近接した位置のみに設け、これにより計測された情報に基づいて、中間ドラグローラ２の直径の変化を算出するとともに、給紙ドラグローラ１及び排紙ドラグローラ３の直径の変化も算出して、上述の中間ドラグローラ２に関する駆動ローラ制御装置と同様の制御をそれぞれにおいて行なうようにしても良い。これにより、簡素な構成としながら、印刷装置７ａ〜７ｄへのウェブ６の走行（給送）状態をより良いものとすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４記載の本発明のウェブ式印刷機によれば、温度計測装置により計測されたドラグローラの外周面温度に基づいてドラグローラの回転数を設定するため、ドラグローラの温度変化に伴う直径の変動に関係なく、ウェブを安定的に移送することができる。これにより、ウェブの張力（伸び）の変動によって印刷位置がずれる等の不具合をなくすことができ、印刷品質の大幅な向上が図れるという利点がある。これに関連して、印刷不良に起因した損紙が減少するため、経費の削減（原価低減）も図れるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるウェブ式印刷機の駆動ローラ制御装置の概略構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるドラグローラの温度計測手段の他の配設例を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる制御アルゴリズムのプロセス図である。
【図４】従来のウェブ式印刷機の駆動ローラ制御装置の概略構成説明図である。
【図５】従来のウェブ式印刷機の駆動ローラ制御装置の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 給紙ドラグローラ（ドラグローラ）
２ 中間ドラグローラ（ドラグローラ）
３ 排紙ドラグローラ（ドラグローラ）
４ ウェブ供給装置
５ 巻取機
６ ウェブ
７ａ〜７ｄ 印刷装置
８ 温度計（温度計測装置）
９ 駆動装置（回転数変更装置）
９Ａ モータ制御装置
１０ 制御装置
１１ ＡＣサーボモータ
１１Ａ ベルト
１２ プレヒートローラ
１３ ガイドローラ
１４ａ，１４ｂ 定着ローラ
Claims (4)
- ウェブに所定の印刷を施す印刷装置と、
該ウェブを加熱するヒートローラと、
該ヒートローラの下流側に設けられ、該ウェブの移送量を調整するために駆動されるドラグローラと、
該ドラグローラの外周面温度を計測する温度計測装置と、
該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該ドラグローラの回転数を設定する制御装置と、
該制御装置からの指令に応じて該ドラグローラの回転数を変更する回転数変更装置とを備え、
該温度計測装置が、該ドラグローラの外周面温度を該ドラグローラに巻回されたウェブを介して間接的に計測することを特徴とする、ウェブ式印刷機。 - 前記ドラグローラとして複数のドラグローラを備え、
前記温度計測装置として該複数のドラグローラのそれぞれの外周面温度を計測する温度計測装置を備え、
前記制御装置として該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を設定する制御装置を備え、
前記回転数変更装置として該制御装置からの指令に応じて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を変更する回転数変更装置を備えたことを特徴とする、請求項１記載のウェブ式印刷機。 - 前記ドラグローラとして複数のドラグローラを備え、
前記温度計測装置として、該複数のドラグローラのうち、中間にあるドラグローラの外周面温度を計測する温度計測装置を備え、
前記制御装置として該温度計測装置により計測された温度データに基づいて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を設定する制御装置を備え、
前記回転数変更装置として該制御装置からの指令に応じて該複数のドラグローラのそれぞれの回転数を変更する回転数変更装置を備えたことを特徴とする、請求項１記載のウェブ式印刷機。 - 該温度計測装置が、非接触式のものとして構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のウェブ式印刷機。
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