JP4861545B2 - 印刷機で印刷をするときのインキ付け調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷機で印刷をするときのインキ付けを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の印刷ユニットで複数の色を重ね合わせて印刷するとき、最後の印刷ユニットの出口で被印刷体の方に向けられている検出器によって、インキ付けの状態を表す実際値を得ることは公知である。光電式の検出器を用いた場合には、特殊な印刷制御要素または印刷画像から直接反射される測定光を濃度計測的または測色的に検出して電気的な信号に変換し、インキ調整装置に供給することができる。この電気的な信号から、数学的なアルゴリズムを応用して、被印刷体上の関与している印刷インキの層厚に対するそれぞれの実際値を算出することができる。インキ調整装置内でこの実際値は目標値と比較される。測定値の処理にはコンピュータを利用することができる。層厚の実際値が目標値からずれているときには、比較値に基づいて調整量が生成され、その調整量は調整ユニットに供給される。調整ユニットはそれぞれの測定位置で層厚を変化させる。従来の印刷機はそれぞれの印刷インキに対してインキ調整要素を備え、該インキ調整要素は枚葉紙ないしウェブの搬送方向に対して横向きにいわゆるゾーンにおける層厚の調整を行うことができる。インキ調整要素から出力される調整量は、操作人員によって変更することができ、または各インキゾーンに割り当てられたインキ制御ボタンによって自動的に変更することができる。インキ調整装置または手動で調整量変化が指示されるとき、その後に続く層厚変化が被印刷体上で完了するまでに有限の時間が経過する。インキ調整装置は、先行する調整量変化の後に層厚が実質的に定常値に達した場合にだけ、調整動作の介入が正確に行われるように設計されている。操作人員は、先行する調整プロセスが実質的に完了していて印刷機のシステムが安定な状態にあることを確信した場合にだけ、手動で調整の介入を導入する。不必要な調整介入動作による不安定な調整や、場合によっては層厚のオーバーシュートを防止するために、枚葉紙の枚数を設定し、その枚数内では、すでに調整介入が導入された後には調整介入を阻止するようにすることは公知である（ＥＰ６６８８２４Ｂ１）。
【０００３】
さらに、実際値と目標値の差異がある閾値を越えたときに初めて調整介入を行うことも公知である。操作員は、絵柄に依存して、および印刷画像におけるインキ付け偏差の所望の許容される公差に依存して、キーボード等によって閾値を初期入力しておくことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
調整速度を向上するために、印刷中のインキ付け変化の勾配を検出し、定常値になるまで待つことなく、この勾配に依存してインキ制御ないし調整を行うことは公知である（ＤＥ４４１２６０１Ａ１）。この場合の欠点は、勾配を充分に正確に決定するためには多数回の測定が必要であることである。
【０００５】
本発明の目的は、測定値を得るためのコストを下げ、誤操作を防ぎ、調整精度を向上させ、制御速度を増加させるような調整アルゴリズムを開発することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１記載の特徴を備えた方法によって達成される。
【０００７】
本発明は、調整量を計算するときに不確実な実際値を使用するばかりでなく、調整プロセスの過去の経緯を基にして調整されるべき量の定常値を算出して調整に使用するという利点がある。
【０００８】
比較値の閾値は、これを越えたときに調節介入動作が行われるべき値である。比較値の閾値は、過去の調整プロセスの頻度、時間、量を考慮することによって継続的に現在の印刷条件に適合させられる。最近の調整介入動作からの時間間隔が短ければ短いほど、閾値は高く計算される。算出された定常的な最終値が過大であるときには、閾値が無限大であってもよい。この場合にはいかなる調整介入動作も許されない。定常値と閾値を算出するためには印刷機の数学的なモデルを利用する。印刷機を、むだ時間を伴う１次遅れ要素としてモデル化すると有利であることが判明している。印刷機のモデルは実際値を測定するたびに修正される。モデル値は測定された値に適応させられ、対応するモデルデータと機械状態にから遅れ要素のゲインが新たに計算される。
【０００９】
本方法を適用する場合、インキ付けに対する継続的に大量の実際値を検出することは必要ない。各インキゾーンにおける被印刷体上のインキ層厚の定常的な最終値を考慮するには、ただ１つの測定データセットがあるだけで充分である。したがって、操作員が選択した任意の時点で通常の印刷材料の流れから印刷サンプルを採取してこれを詳しく測定することによって、実際値の測定を散発的にしか行えない印刷機において、本方法は特に適用可能である。さらに、本発明を使えば、あらためて実際値を測定することを要することなく、操作人員が行った調整量変化を考慮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
【００１１】
図１には色調整装置の概要図が示されており、これを参照しながら本方法の実施について説明する。オフセット印刷機１を用いてウェブ２が多色刷りで印刷される。図１には、オフセット印刷機１の印刷ユニット３におけるインキ調整が示されている。インキゾーン刃４はインキ壷ローラ５の外套面に対して接触したり、離れたりすることが可能である。インキ壷ローラ５は回転可能に支持されており、インキ壷７の中にある印刷インキ６に潜り込む。インキゾーン刃４は、作業シリンダ８によってインキ壷ローラ５の回転軸に対して垂直に位置決めされる。インキ壷ローラ５が回転するとその表面に印刷インキ６がすくい取られる。インキゾーン刃４の後方（インキ壷ローラの回転方向に見て後方）に形成されるべき印刷インキ６の層厚は、インキゾーン刃４とインキ壷ローラ５の表面との間にある隙間に依存している。インキ移しローラ９は、インキ壷ローラ５の表面からインキ練りローラ１０へ印刷インキ６を送る働きをする。インキ移しローラ９は往復して揺動するように支持されている。インキ壷ローラ５の表面への当接時間、および揺動の周波数は制御可能である。インキ練りローラ１０は、インキ着けローラ１２，１３と接触しているさらに別のインキ練りローラ１１と回転しながら接触している。インキ練りローラ１０，１１とインキ着けローラ１２、１３は、版胴１４の表面に装着されている版へのインキ着けを行う。次いで印刷インキ６は版胴１４からブランケット胴１５を介してウェブ２へと転写される。ウェブ２は、ブランケット胴１５と圧胴１６の間に形成されている印刷隙間を通過する。巻取りローラに至るまでにおける行程で、ウェブ２は２つの光電式の検出器１７，１８のそばを通り過ぎる。検出器１７はエッジ検出器として構成されていて、印刷物１９の存在を検出する働きをする。検出器１７は、作成された印刷物１９の数ｎを計数するカウンタを含んでいる。検出器１８は、印刷画像１９の設定されている測定位置で色測定値ｘ_istを検出する撮像ピックアップである。ウェブ２へのインキ付けを制御するため、および目標値ｘ_sollを設定するため、そして印刷物１９の検査をするために制御卓２０が設けられている。操作員は、搬送方向２１に対して横方向に調整可能なインキゾーンのそれぞれについて、入力ボタン２２を用いて、それぞれのインキゾーン刃４とインキ壷ローラ５の表面との間の隙間を広げたり狭めたりすることができる。入力キー２２で生成される調整信号ｙ_Hは、作業シリンダ８と、作業シリンダ８のピストンに結合されているインキゾーン刃４とに対して直接作用する。検出器１７，１８、制御卓２０、および作業シリンダ８はインキ調整装置２３に接続されている。インキ調整装置２３には目標値変換器２４、測定値変換器２５、計算器２６、油圧式の調整器２７、調整量記憶装置２８、および通過した印刷物１９の数ｎを記憶する記憶装置２９を含んでいる。検出器１８の出力信号は測定値変換器２５に供給される。測定値変換器２５では、関与している印刷インキ６のそれぞれについて色測定値ｘ_istがインキ層厚実際値ｓ_istに変換される。同様に目標値変換器２４は、ある特定の測定位置について制御卓２０に入力され、記憶装置３０に記憶されている色目標値ｘ_sollをインキ層厚目標値ｓ_sollに変換する。インキ層厚実際値ｓ_istとインキ層厚目標値ｓ_sollとは比較のために計算器２６へ送られる。計算器２６は入力量として、さらに、通過した印刷物１９の最新の数ｎと、それぞれの調整量変化Δｙ_nの導入時に到達された印刷物１９の数と共に調整量記憶装置２８に蓄積されている過去の調整量変化Δｙ_nとを受け取る。インキ層厚実際値ｓ_istとインキ層厚目標値ｓ_sollとの比較値、および上述したその他の入力量（Δｙ_n、ｎ）を処理するために、計算器２６にはプログラムがインストールされていて、そのプログラムによって、油圧式の調整器２７に与えられる調整量ｙ_Rが算出され、その調整器２７によって、作業シリンダ８を介してインキゾーン刃４とインキ壷ローラ５の表面との間の隙間が調整量ｙ_Rに対応して調整される。それに伴って、ある程度の遅れでウェブ２に印刷される印刷インキ６の層厚も変化する。関与している印刷インキ６のうちの１つの層厚変化は印刷物１９における色調変更を意味しており、このことは検出器１８で検出される。
【００１２】
次に、図２と図３を用いて、計算器２６によって、どのようにして調整量ｙ_Rが決められるかについて説明する。インキ層厚実際値ｓ_istができるだけ迅速かつ正確にインキ層厚目標値ｓ_sollに適合するようにインキゾーン刃４の調整を行うことがインキ付けの調整の目標である。印刷機１が、まだインキが印刷ユニット３になくてインキゾーン刃４がインキ壷ローラ５の表面に当たっている基本状態にあると仮定すると、インキゾーン刃４はスタート命令３１の後に、ステップ３２において時点ｔ₀のときに初期調整される。初期調整に用いられる調整量ｙ＝ｙ_t0はインキゾーンのそれぞれについて、プレート走査装置の測定結果、印刷画像を再現するデータに基づく計算、または、入力ボタン２２によって手動で導入された調整量ｙ_Ht0とから求められる。この初期調整から、ステップ３３で印刷がスタートする。むだ時間（デッドタイム）が経過した後、印刷ユニットにおいては印刷インキを案内する要素上に、調整量ｙ_t0に対応するインキ断面形（インキプロフィール）が生じ、このことによって、ウェブ２の上にインキ層厚実際値ｓ_istが生成される。印刷機１の操作員によって設定された任意の時点ｔ_iで、ステップ３４において色測定値ｘ_istの測定がそれぞれのインキゾーンについて行われる。測定値ｘ_istはステップ３５において測定値変換器２５でインキ層厚実際値ｓ_istに変換される。色測定値ｘ_istからインキ層厚実際値ｓ_istへの変換は、ＥＰ０３２４７１８Ａ１に記載されている方法に従って行われる。変換をするときには、ウェブ２の搬送方向に対して横方向の、印刷ユニット３内のインキ移動によって、あるゾーンにおけるインキ調量が隣接するインキゾーンに影響を及ぼすという事実を考慮することができる。インキ層厚実際値ｓ_istより、ステップ３６で安定な最終層厚に対する値ｓ_stabは、次の関係に基づいて算出される。
【００１３】
【数１】

モデル層厚ｓ_mod,stabおよびｓ_modは別個のステップ３７で、既知の各量から算出される。
【００１４】
計算にあたっては、調整量変化Δｙに対するインキ層厚実際値ｓ_istの時間的な依存性を表す印刷機１の数学的モデルを利用する。印刷機１が制御工学的にみて、むだ時間Ｔ _t とシステム時定数Ｔとを含む1次遅れ要素（ＶＺ１要素）であるとすると、値ｓ_modは次の関係から求められる。
【００１５】
【数２】

ＫＳはＶＺ１要素のゲインである。Δｙ_iは、時点ｔ_iにおける調整量ｙの変化を表している。一様な印刷速度の場合、ｔ_iは、調整量ｙの変更以後に行われた印刷の数ｎに対応する。時点ｔ₀における印刷の開始時にはΔｙ ₀ ＝ｙ_t0 （数１および数２の表記では、時点ｔ _n における印刷の開始時にはΔｙ _n ＝ｙ _tn ）で、ｓ_mod,altは、数１および数２の表記で現時点を表す時点ｔ ₀ におけるｓ_modの先行する計算に基づくモデル層厚実際値に対応する。時点ｔ₀における印刷の開始時には、印刷インキで充填されていない印刷ユニット３を出発点としているので、現在の例ではｓ_mod,alt＝０である。値ｓ_mod,stabは安定なモデル最終層厚を表しており、次式から求められる。
【００１６】
【数３】

ｓ_mod,stab,altは、ｓ_mod,stabの先行する計算に基づく安定なモデル最終層厚に相当する。この値も印刷の開始時にはゼロである。
【００１７】
それぞれのインキゾーン刃４について各時点ｔ_iにおける調整量ｙ_Rは次のようにして計算されるので、値ｓ_stabは次のステップ３８でインキゾーン刃４の新しい位置を計算するために用いられる。
【００１８】
【数４】

次のステップ３９では、ｓ_modをｓ_istに等置し、次式よりＫＳを形成することによって、特性量ＫＳとｓ_modとを後続する処理過程に適合させる。
【００１９】
【数５】

ステップ４０では、ステップ３８で算出した新たな調整量ｙ_Rを、調整器２７を経由してインキゾーン刃４に与える。ステップ４１で、設定された数ｎの印刷が作製されたことが判断されると、ステップ４２で処理は終了する。そうでない場合には、ステップ３４で新たな色測定値ｘ_ist，_tiが測定されることによって、手続きが継続される。
【００２０】
図３（Ａ）から（Ｃ）には、曲線ｙ_R（ｔ）とｓ（ｔ）を含む時間グラフが描かれている。時間軸には印刷された枚葉紙の数がプロットされている。図３（Ａ）に示されているように、インキゾーンでは時点ｔ₀のときにインキゾーン刃の位置が飛躍的に変化する。時間ｔ₁では、検出器１８によってインキ層厚実際値に対する測定値ｓ_istが導き出される。時点ｔ₀のときに実行された調整量変化は、インキ層厚ｓの変化を生じ、該インキ層厚ｓは、時点ｔ₁ではまだ安定な最終値ｓ_mod,stabに達していない。図３（Ｂ）には、調整量変化によって引き起こされたモデル層厚ｓ_mod（ｔ）、目標層厚ｓ_soll、安定なモデル最終層厚ｓ_mod,stab、時点ｔ₁における層厚の測定値ｓ_ist、および予測される実際の安定した最終層厚ｓ_1,stabが描かれている。図３（Ｂ）からわかるように、過去の経緯を考慮せずにｓ_istを用いると、調整偏差は（ｓ_soll−ｓ_ist）になり、この調整偏差（ｓ_soll−ｓ_ist）は大きすぎて該当するインキゾーンにおけるインキ過剰という結果を招く恐れがある。もし、過去の経緯と現在の測定値ｓ_istを考慮したときには、調整偏差は、ｓ_soll−ｓ_1,stabから求められる。調整量変化は著しく低下する。オーバーシュートは回避される（図３（Ｃ））。
【００２１】
上に述べた処理手順によれば、インキゾーン刃４の位置調整のたびに、これに対応する調整量ｙと、調整プロセスの開始時に到達されている印刷の数ｎとが記憶装置に蓄積されて、新たなインキゾーン刃の位置を計算するときに考慮される。それによって、好ましくない調整偏差や調整時間遅れを起すことなく、色測定値ｘ_istの非常に少数の測定値から調整量ｙ_Rを導き出すことが可能である。したがってこの方法は、特にインキ付けの実際値の測定が操作員によって別個の測定卓で散発的に行われるような印刷装置に適している。
【００２２】
次に説明する変化形では、調整量ｙ_Rの変化Δｙ_Rの蓄積が省略される。図４に示されているステップ４３−４６は、図２で説明されているステップ３１−３３に対応している。ステップ５４において定期的な走査時間ｔ_iで、もしくは、一様な印刷速度の場合には固定して設定された印刷の数ｎで、モデル層厚ｓ_modが算出される。
【００２３】
時点ｔ_iで求められた色測定値ｘ_ist,tiから、測定装置変換器２５によってステップ４７で層厚実際値ｓ_ist,tiが導き出される。ＶＺ１要素としてモデル化されている印刷機１のゲインＫＳと、時点ｔ_iにおけるインキゾーン刃４の位置ｙとに基づいて、ステップ４８で安定なモデル最終層厚ｓ_mod,stabが次の乗算で算出される：
【００２４】
【数６】

次のステップ４９では、ステップ４７で導き出された層厚実際値ｓ_ist,tiから、安定な最終層厚ｓ_stabに対する値を次の関係によって求める：
【００２５】
【数７】

新たな調整量ｙ_Rは、次のステップ５０において次式で得られる：
【００２６】
【数８】

この調整量を使って、ステップ５１で印刷が続行される。問い合わせステップ５２において予定されている数の印刷が処理されたことが判明すると、処理は終了する。そうでない（予定されている数の印刷物が処理されていない）場合にはステップ４６で処理を続行する。
【図面の簡単な説明】
【図１】インキ調整システムの概要図である。
【図２】本発明の方法の第1の実施形態の処理過程を示すフローチャートである。
【図３】処理過程を説明するための時間に依存したグラフである。
【図４】本発明の方法の第２の実施形態の処理過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ オフセット印刷機
２ ウエブ
３ 印刷ユニット
４ インキゾーン刃
５ インキ壷ローラ
６ 印刷インキ
７ インキ壷
８ 作業シリンダ
９ インキ移しローラ
１０ インキ練りローラ
１１ インキ練りローラ
１２、１３ インキ着けローラ
１４ 版胴
１５ ブランケット胴
１６ 圧胴
１７、１８ 検出器
１９ 印刷物
２０ 制御卓
２１ 搬送方向
２２ 入力ボタン
２３ インキ調整装置
２４ 目標値変換器
２５ 測定値変換器
２６ 計算器
２７ 油圧式調整器
２８ 調整量記憶装置
２９ 記憶装置
３０ 記憶装置
３１〜５３ フローチャートの処理ステップ

Claims (5)

1. 印刷機で印刷をするときのインキ付けを調整する方法であって、
   被印刷体に向けられた色測定装置によって色測定値（ｘ_ist）を求め、これをインキ調整装置に供給し、
   前記インキ調整装置において、前記色測定値（ｘ_ist）をインキ層厚実際値（ｓ_ist）に変換し、色目標値（ｘ_soll）をインキ層厚目標値（ｓ_soll）に変換し、
   ＫＳを、制御工学的に見た印刷機の１次遅れ要素のゲイン、Ｔ_tをむだ時間、Ｔをシステム時定数、Ｓ_mod,altを、時点ｔ ₀ における、モデル層厚実際値ｓ_modの先行する計算に基づくモデル層厚実際値、ｎを一様な印刷速度における印刷の連続した数とした場合に、時点（ｔ_i）における調整量（ｙ）の変化である調整量変化（Δｙ_i）の加算によるモデル層厚（ｓ_mod）を、ｔ _i が、前記調整量（ｙ）の変更以後に行われた印刷の数ｎに対応するものとして、次式
   

   

   により求め、
   ｓ_mod,stab,altを安定なモデル最終層厚（ｓ_mod,stab）の先行する計算に基づく安定なモデル最終層厚として、安定なモデル最終層厚（ｓ_mod,stab）を次式により求め、
   

   

   前記インキ層厚実際値（ｘｓ_ist）、前記モデル層厚（ｓ_mod）、前記安定なモデル最終層厚（ｓ_mod,stab）から次式により安定なインキ層厚（ｓ_stab）を求め、
   

   

   前記インキ層厚目標値（ｓ_soll）、前記の安定なインキ層厚（ｓ_stab）、および調整量実際値（ｙ_ist）から次式により、新たな調整量（ｙ_R）を算出し、
   

   

   前記調整量（ｙ_R）をインキ調整要素に供給し、前記インキ調整要素がインキ付けを修正しながら変化させる、
   インキ付け調整方法。
2. 数学的モデルを、実際値を測定するたびに修正する、請求項１記載の方法。
3. 前記調整量変化（Δｙ）を操作員の介入操作によって導入する、請求項１記載の方法。
4. 印刷見本を、前記操作員が事前に設定した時点（ｔ₁）で抽出し、印刷機に属していない測定装置で測定することによって、前記色測定値（ｘ_ist）を操作員によって求める、請求項１記載の方法。
5. 前記比較値（ｘ_ist−ｘ_soll）に対する閾値を、前記色測定値（ｘ_ist）および前記色目標値（ｘ_soll）を検出した時点（ｔ_i）に応じて決定し、この閾値を越えたときに初めて調整量変化（Δｙ_i）を実行する、請求項１記載の方法。

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