JP5760576B2 - グラビア印刷機およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続的に搬送されるウェブに対して印刷を施すセクショナルドライブ型のグラビア印刷機およびその制御方法に関し、とりわけ見当ずれの大きさを許容範囲内に抑制しながら早期に定常状態に収束させることができるグラビア印刷機およびその制御方法に関する。

版胴および圧胴を有する印刷ユニットを複数備えるグラビア印刷機、特に各印刷ユニットの版胴を単独駆動とするセクショナルドライブ型のグラビア印刷機において、一の印刷ユニットで印刷された見当マークと、この一の印刷ユニットの直近の上流側にある他の印刷ユニットで印刷された見当マークとを検出する見当マーク検出器を用いるようになっている。そして、グラビア印刷機に設けられた見当コントローラにより、見当マーク検出器により検出された見当マークの検出信号から２色間の見当マークの距離と所定の距離との間のずれ量を検出し、このずれ量に基づいて任意の制御則（例えばＰＩＤ制御）により一の印刷ユニットにおけるモータ（版胴駆動用モータ）の制御量（操作量）を算出するようになっている。そして、この制御量を、モータの位相制御および速度制御を行っているモーションコントローラに入力し、当該モーションコントローラによりモータの回転速度を加減速するように制御を行うようになっている。これにより、印刷ユニット間の張力変動を引き起こし、印刷ピッチを変化させることで見当制御を行っている。また、上述した制御は、印刷ユニット毎に独立して行われるようになっている。

グラビア印刷機の特徴として、一つの連続体であるフィルム、紙等のウェブに対して各印刷ユニットで重ね刷りを行っていくため、上流側の印刷ユニットで起こった張力変動は下流側に向かって伝わっていく。また、張力変動は見当変動として現れるため、上流側の印刷ユニットでの見当制御で張力変動を引き起こした場合には、その張力変動は遅れ時間を持って下流側の印刷ユニットに伝わり、下流側の印刷ユニットで張力変動すなわち見当変動が引き起こされる。しかし、見当制御は印刷ユニット毎に独立して行われるため、現状のシステムでは外乱等により上流側の印刷ユニットにて引き起こされた見当変動は必ず下流側に伝播し、下流側への見当変動の伝播を消すことはできない。このため、下流側の印刷ユニット側から見ると、見当変動が引き起こされてから修正動作に入るため、上流側での見当制御中に外乱が入り大きな修正を行った場合には、その見当変動が遅れて下流側に伝わってくるため必ず見当不良になるという問題がある。

一般的に、このような外乱に対する制御の応答性を向上させるための手段として多入力多出力の現代制御理論に則った現代制御器の導入が考えられ、これまでこのような現代制御器の導入が取り組まれてきた（例えば、特許文献１等参照）。また、制御周期を早くすることも考えられるが、現在のグラビア印刷機の印刷方式では版胴一周分に相当する印刷絵柄一ピッチに一つの見当マークしか印刷されないため、見当ずれ量の検出サンプリングは必然的に版胴一周分のタイミングとなり、制御サンプリングも版胴一周に１回の割合で行われていた。

特開２００９−２９７９１４号公報

上述したように、多入力多出力の現代制御理論に則った現代制御器を導入することにより、外乱に対する応答性能の向上が確認されている。しかしながら、張力変動が大きい昇速時や紙継ぎ時では短時間に見当が大きくずれるため、見当ずれが発生してから見当ずれ量が良品として許容できる範囲（例えば、±０．１ｍｍ以内）に収束する時間を短縮することはできるが、依然として見当ずれ量を十分に低減することはできなかった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、印刷ユニットの版胴が一回転する間に、見当コントローラからモーションコントローラに対してモータの操作量に係る信号を２回以上送り、版胴一回転当たりの制御サンプリング数を擬似的に増やすことによって、見当ずれの大きさを許容範囲内に抑制しながら早期に定常状態に収束させることができるグラビア印刷機およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明のグラビア印刷機は、連続的に搬送されるウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、この版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する前段印刷ユニットと、前段印刷ユニットの下流側に直列に設けられた複数の後段印刷ユニットであって、各後段印刷ユニットは、ウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、版胴の下流側に設けられウェブ上の見当マークを検出する見当マーク検出センサと、版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する後段印刷ユニットと、一の後段印刷ユニットの見当マーク検出センサにより検出された、ウェブ上における一の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マーク、および一の後段印刷ユニットの直近の上流側にある前段印刷ユニットまたは他の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マークの間の見当ずれの大きさを算出し、この見当ずれの大きさに基づいて各後段印刷ユニットのモータの操作量を算出する見当コントローラと、前記見当コントローラからモータの操作量に係る信号が送られ、当該信号におけるモータの操作量に基づいて各後段印刷ユニットのモータを制御して版胴の回転速度を調整し、この版胴の位相補正を行うモーションコントローラと、を備え、前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対してモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっており、前記モーションコントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に各後段印刷ユニットのモータに対して複数回制御出力を行うようになっていることを特徴とする。

また、本発明のグラビア印刷機の制御方法は、連続的に搬送されるウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、この版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する前段印刷ユニットと、前段印刷ユニットの下流側に直列に設けられた複数の後段印刷ユニットであって、各後段印刷ユニットは、ウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、版胴の下流側に設けられウェブ上の見当マークを検出する見当マーク検出センサと、版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する後段印刷ユニットと、を備えたグラビア印刷機の制御方法において、見当コントローラにおいて、一の後段印刷ユニットの見当マーク検出センサにより検出された、ウェブ上における一の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マーク、および一の後段印刷ユニットの直近の上流側にある前段印刷ユニットまたは他の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マークの間の見当ずれの大きさを算出し、この見当ずれの大きさに基づいて各後段印刷ユニットのモータの操作量を算出する工程と、
モーションコントローラにおいて、前記見当コントローラからモータの操作量に係る信号が送られ、当該信号におけるモータの操作量に基づいて各後段印刷ユニットのモータを制御して版胴の回転速度を調整し、この版胴の位相補正を行う工程と、を備え、前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対してモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっており、前記モーションコントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に各後段印刷ユニットのモータに対して複数回制御出力を行うようになっていることを特徴とする。

このようなグラビア印刷機およびその制御方法によれば、見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間にモーションコントローラに対して各モータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっており、モーションコントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に各後段印刷ユニットのモータに対して複数回制御出力を行うようになっている。このように、版胴の一回転当たりの制御サンプリング数を擬似的に増やすことによって、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に各モータの操作量を一回算出してモーションコントローラからの制御出力を一回行うような従来の場合と比較して、見当ずれの大きさを許容範囲内に抑制しながら早期に定常状態に収束させることができる。

本発明のグラビア印刷機およびその制御方法においては、前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対して各々の後段印刷ユニットのモータについて同一の大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていてもよい。

あるいは、前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対して各々の後段印刷ユニットのモータについて異なる大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていてもよい。

この場合には、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに送られる２回以上の信号における異なる大きさのモータの操作量は、見当マーク検出センサにより検出された２つの見当マークの間の見当ずれの大きさに基づいて算出された一のモータの操作量と、この一のモータの操作量およびグラビア印刷機における過去の見当変動の情報から予測される見当ずれの大きさを基に算出されたモータの操作量とを含むようになっていてもよい。

本発明のグラビア印刷機およびその制御方法によれば、見当ずれの大きさを許容範囲内に抑制しながら早期に定常状態に収束させることができる。

本発明の一の実施の形態のグラビア印刷機の構成を示す図である。 図１のグラビア印刷機の制御装置による制御内容を示すブロック図である。 図１および図２に示すグラビア印刷機において、時刻（横軸）と見当ずれの検出量（縦軸）との関係を示すグラフである。 図１および図２に示すグラビア印刷機において、時刻（横軸）とモーションコントローラによる制御出力（縦軸）との関係を示すグラフである。 図１および図２に示すグラビア印刷機において、他の例による、時刻（横軸）とモーションコントローラによる制御出力（縦軸）との関係を示すグラフである。 本実施の形態のグラビア印刷機およびその制御方法において、インフィードユニットにおいてインフィード張力にステップ外乱を加えた場合における、時刻（横軸）とインフィード張力（縦軸）の関係を示すグラフ（図６（ａ））、および時刻（横軸）と見当ずれ量（縦軸）の関係を示すグラフ（図６（ｂ））である。 比較例において、インフィードユニットにおいてインフィード張力にステップ外乱を加えた場合における、時刻（横軸）とインフィード張力（縦軸）の関係を示すグラフ（図７（ａ））、および時刻（横軸）と見当ずれ量（縦軸）の関係を示すグラフ（図７（ｂ））である。 本実施の形態のグラビア印刷機およびその制御方法において、版胴の回転速度を昇速させた場合における、時刻（横軸）と版胴の回転速度（縦軸）の関係を示すグラフ（図８（ａ））、および時刻（横軸）と見当ずれ量（縦軸）の関係を示すグラフ（図８（ｂ））である。 比較例おいて、版胴の回転速度を昇速させた場合における、時刻（横軸）と版胴の回転速度（縦軸）の関係を示すグラフ（図９（ａ））、および時刻（横軸）と見当ずれ量（縦軸）の関係を示すグラフ（図９（ｂ））である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図５は、本発明によるグラビア印刷機の一の実施の形態を示す図である。このうち、図１は、本実施の形態のグラビア印刷機の構成を示す説明図であり、図２は、図１のグラビア印刷機の制御装置による制御内容を示すブロック図である。また、図３は、図１および図２に示すグラビア印刷機において、時刻（横軸）と見当ずれの検出量（縦軸）との関係を示すグラフであり、図４および図５は、図１および図２に示すグラビア印刷機において、時刻（横軸）とモーションコントローラによる制御出力（縦軸）との関係を示すグラフである。

図１に示すグラビア印刷機は、矢印方向に連続的に搬送されるフィルム、紙等のウェブＷに対してテンションを与えるインフィードユニット４０と、インフィードユニット４０から搬送されるウェブＷに対して互いに異なる色の印刷を施す複数、例えば３台の印刷ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを備えている。この場合、第１の印刷ユニット１０ａは第１色目の印刷ユニットとなり、第２の印刷ユニット１０ｂは第２色目の印刷ユニットとなり、第３の印刷ユニット１０ｃは第３色目の印刷ユニットとなる。また、このグラビア印刷機は、各印刷ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃを制御する制御装置３０を有している。

インフィードユニット４０は、回転駆動するインフィードローラ４１と、インフィードローラ４１との間でウェブＷを挟持するニップローラ４３と、インフィードローラ４１の下流側に設けられ図１の矢印方向に往復移動自在となっているダンサーローラ４２とを有している。インフィードローラ４１には、このインフィードローラ４１を回転駆動させるモータ４５が接続されている。また、ダンサーローラ４２には、当該ダンサーローラ４２を図１の矢印方向に往復移動させるエアーシリンダ（図示せず）が接続されている。

インフィードユニット４０に送られたウェブＷは、インフィードローラ４１とニップローラ４３との間で挟圧される。また、インフィードローラ４１の速度を変更することによって、このインフィードローラ４１と第１色目の印刷ユニット１０ａの版胴１１ａ（後述）との間に速度差が生じ、ウェブＷのテンションが変更されるようになっている。また、ダンサーローラ４２の位置を調整することによっても、ウェブＷのテンションを変更することができる。

第１の印刷ユニット（前段印刷ユニット）１０ａは、印刷用の版胴１１ａと、版胴１１ａとの間でウェブＷを挟持して印刷を施す圧胴１２ａと、版胴１１ａに連結され、この版胴１１ａを回転駆動させるモータ１３ａと、を備え、ウェブＷに対して印刷を施す際に、版胴１１ａはウェブＷに第１の見当マークを付けるようになっている。

第２、第３の印刷ユニット（後段印刷ユニット）１０ｂ、１０ｃは略同一の構成を有しており、各々、印刷用の版胴１１ｂ、１１ｃと、版胴１１ｂ、１１ｃとの間でウェブＷを挟持して印刷を施す圧胴１２ｂ、１２ｃと、版胴１１ｂ、１１ｃに各々連結され、この版胴１１ｂ、１１ｃを回転駆動させる例えばサーボモータからなるモータ１３ｂ、１３ｃと、モータ１３ｂ、１３ｃのモータ回転速度を調整するサーボドライバ１７ｂ、１７ｃと、を備えている。各々の印刷ユニット１０ｂ、１０ｃにおいてウェブＷに対して印刷を施す際に、版胴１１ｂ、１１ｃはそれぞれウェブＷに第２、第３の見当マークを付けるようになっている。

各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃは、更に、版胴１１ｂ、１１ｃの下流側に設けられ、ウェブＷ上の見当マークを検出する見当マーク検出センサ１５ｂ、１５ｃをそれぞれ有している。ここで、見当マーク検出センサ１５ｂは、ウェブＷ上の第１の見当マークおよび第２の見当マークを検出し、見当マーク検出センサ１５ｃは、ウェブＷ上の第２の見当マークおよび第３の見当マークを検出するようになっている。

制御装置３０は、図１に示すように、第２、第３の印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの見当マーク検出センサ１５ｂ、１５ｃに接続された見当コントローラ３０ａと、見当コントローラ３０ａに接続された制御ゲイン設定手段３０ｂと、見当コントローラ３０ａの下流側に接続されるとともに、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのサーボドライバ１７ｂ、１７ｃに接続されたモーションコントローラ３０ｃと、を有している。

見当コントローラ３０ａは、見当マーク検出センサ１５ｂ、１５ｃにより検出されたウェブＷ上における各見当マークの信号に基づいて、各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量（ここで、操作量とは、モータ１３ｂ、１３ｃのモータ回転速度の単位時間あたりの変化量のことをいう。）を算出するようになっている。

制御ゲイン設定手段３０ｂは例えばタッチパネルからなり、見当コントローラ３０ａに指令を与えてこの見当コントローラ３０ａによる制御内容の設定を行うようになっている。具体的には、この制御ゲイン設定手段３０ｂにおいて後述する各制御ゲインＫ_ｍｎ等の設定を行うようになっている。

モーションコントローラ３０ｃは、見当コントローラ３０ａにより算出された各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量の各信号が送られるようになっている。このモーションコントローラ３０ｃは、各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量に基づいて、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの各々のサーボドライバ１７ｂ、１７ｃに指令（具体的には制御入力量）を与えて、各モータ１３ｂ、１３ｃが所定のモータ回転速度で回転するよう制御を行うようになっている。

見当コントローラ３０ａ、制御ゲイン設定手段３０ｂおよびモーションコントローラ３０ｃからなる制御装置３０による制御方法の詳細については後述する。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
ウェブＷが図１に示すグラビア印刷機に搬送されると、このウェブＷはまずインフィードユニット４０に送られる。インフィードユニット４０において、ウェブＷはインフィードユニット４０のインフィードローラ４１とニップローラ４３との間で挟圧される。また、ダンサーローラ４２の位置を調整したり、インフィードローラ４１の速度を変更したりすることによってウェブＷのテンションが変更される。そして、このウェブＷの印刷ピッチが、ウェブＷに与えられるテンションの大きさに応じて調整される。このときに、ウェブＷに与えられるテンションの大きさは、インフィードローラ４１の回転速度またはダンサーローラ４２の位置によって決まる。

図１に示すように、インフィードユニット４０から送られたウェブＷはまず第１の印刷ユニット１０ａに送られる。このときに版胴１１ａはモータ１３ａにより回転駆動されており、第１の印刷ユニット１０ａに送られたウェブＷは回転駆動する版胴１１ａと圧胴１２ａとの間で挟持されて第１色目の印刷が施される。この際に、ウェブＷに対して第１の見当マークが版胴１１ａにより付けられる。

第１の印刷ユニット１０ａによって第１色目の印刷が施されたウェブＷは、次に第２の印刷ユニット１０ｂに送られる。このときに版胴１１ｂはモータ１３ｂにより回転駆動されており、第２の印刷ユニット１０ｂに送られたウェブＷは、版胴１１ｂと圧胴１２ｂとの間で挟持されて第２色目の印刷が施される。この際に、ウェブＷに対して第２の見当マークが版胴１１ｂにより付けられる。

次に、見当マーク検出センサ１５ｂにより、版胴１１ｂから送られたウェブＷ上の第１の見当マークおよび第２の見当マークがそれぞれ検出され、これらの見当マークの信号が制御装置３０の見当コントローラ３０ａに送られる。

第２の印刷ユニット１０ｂにおいて第２色目の印刷が施されたウェブＷは、次に第３の印刷ユニット１０ｃに送られて印刷が施される。ウェブＷに対する第３の印刷ユニット１０ｃの作用は、前述の第２の印刷ユニット１０ｂの作用と略同一となっている。すなわち、見当マーク検出センサ１５ｃにより、版胴１１ｃから送られたウェブＷ上の第２の見当マークおよび第３の見当マークがそれぞれ検出され、これらの見当マークの信号が制御装置３０の見当コントローラ３０ａに送られる。

ここで、前述のように各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃは、それぞれ対応するモータ１３ｂ、１３ｃにより回転駆動されているが、モータ１３ｂ、１３ｃのモータ回転速度はサーボドライバ１７ｂ、１７ｃによりそれぞれ調整されている。
この際に、サーボドライバ１７ｂ、１７ｃは、それぞれモータ１３ｂ、１３ｃに設けられたパルスジェネレータ（図示せず）により検出された実際のモータ１３ｂ、１３ｃのモータ回転速度を、各々制御装置３０のモーションコントローラ３０ｃにより算出された目標モータ回転速度に近づけるよう、各モータ１３ｂ、１３ｃに送るモータ駆動電流の大きさをそれぞれ調整するようになっている。

次に、制御装置３０による制御方法について図２を用いて更に詳述する。
制御装置３０の見当コントローラ３０ａは、まず、図２のＳＴＥＰ１に示すように、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃにより付けられた各々の見当マークと、当該各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの直近の上流側にある印刷ユニット１０ａ、１０ｂの版胴１１ａ、１１ｂにより付けられた各々の見当マークとの間の見当ずれの大きさを、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃについてそれぞれ算出する。具体的には、例えば第２の印刷ユニット１０ｂの見当マーク検出センサ１５ｂから送られた第１の見当マークおよび第２の見当マークの情報について、これらの第１の見当マークおよび第２の見当マークの間隔の大きさから、予め設定された間隔の設定値を減算することにより、見当ずれの大きさが予め設定された時間間隔で間欠的に検出される。同様に、第３の印刷ユニット１０ｃの見当マーク検出センサ１５ｃから送られた見当マークの情報についても、同様の処理が行われて印刷ユニット１０ｃに係る見当ずれの大きさが間欠的に検出される。

次に、図２のＳＴＥＰ２に示すように、ＳＴＥＰ１により算出された各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃに係る見当ずれの大きさｅ_２ｉ、ｅ_３ｉを用いて、時刻ｔにおける各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃの操作量（すなわち、モータ１３ｂ、１３ｃのモータ回転速度の単位時間あたりの変化量）△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）を経時的に算出する。以下、各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）の計算式を個別に詳しく説明する。

第２の印刷ユニット１０ｂのモータ１３ｂの操作量△ω_２（ｔ）は、第２の印刷ユニット１０ｂに係る見当ずれの大きさｅ_２ｉに基づいて経時的に算出される。
具体的には、モータ１３ｂの操作量△ω_２（ｔ）は下記式により算出される。

△ω_２（ｔ）＝Ｋ_２１ｅ_２ｉ＋Ｋ_２２（ｅ_２ｉ−ｅ_{２（ｉ−１）}）
Ｋ_２１、Ｋ_２２：予め設定された制御ゲイン
ｅ_２ｉ：現在の時刻の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）
ｅ_{２（ｉ−１）}：現在の時刻から版胴一周分前の時刻の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）

同様に、第３の印刷ユニット１０ｃのモータ１３ｃの操作量△ω_３（ｔ）は、第３の印刷ユニット１０ｃに係る見当ずれの大きさｅ_３ｉに基づいて経時的に算出される。
具体的には、モータ１３ｃの操作量△ω_３（ｔ）は下記式により算出される。

△ω_３（ｔ）＝Ｋ_３１ｅ_３ｉ＋Ｋ_３２（ｅ_３ｉ−ｅ_{３（ｉ−１）}）
Ｋ_３１、Ｋ_３２：予め設定された制御ゲイン
ｅ_３ｉ：現在の時刻の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）
ｅ_{３（ｉ−１）}：現在の時刻から版胴一周分前の時刻の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）

なお、第３の印刷ユニット１０ｃの下流側にも更に印刷ユニットがある場合には、この第ｍ（ｍは４以上の整数）の印刷ユニットのモータの操作量△ω_ｍ（ｔ）は、第ｍの印刷ユニットに係る見当ずれの大きさｅ_ｍｉに基づいて経時的に算出される。

△ω_ｍ（ｔ）＝Ｋ_ｍ１ｅ_ｍｉ＋Ｋ_ｍ２（ｅ_ｍｉ−ｅ_{ｍ（ｉ−１）}）
Ｋ_ｍ１、Ｋ_ｍ２：予め設定された制御ゲイン
ｅ_ｍｉ：現在の時刻の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）
ｅ_{ｍ（ｉ−１）}：現在の時刻から版胴一周分前の時刻の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）

前述のように、上述の計算式に用いられる制御ゲインＫ_ｍｎは、その全てまたは一部がタッチパネルからなる制御ゲイン設定手段３０ｂによって操作者が手動で入力することができるようになっている。

その後、各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）の情報は見当コントローラ３０ａからモーションコントローラ３０ｃに送られる。そして、図２のＳＴＥＰ３に示すように、モーションコントローラ３０ｃは、各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）を、印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのサーボドライバ１７ｂ、１７ｃにそれぞれ送っている。そして、各サーボドライバ１７ｂ、１７ｃにおいて、モーションコントローラ３０ｃから送られた操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に基づいて、各モータ１３ｂ、１３ｃの目標モータ回転速度が算出される。

このようにして、モーションコントローラ３０ｃは、見当コントローラ３０ａにより算出された各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に基づいて、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃを制御して版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を調整し、各々の版胴１１ｂ、１１ｃの位相補正を行っている。

本実施の形態のグラビア印刷機では、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、上述したＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ３の動作を２回以上行うようになっている。すなわち、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、見当コントローラ３０ａは、各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）を複数回算出する（図２のＳＴＥＰ２）。そして、モーションコントローラ３０ｃは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を複数回調整している（図２のＳＴＥＰ３）。

このような制御装置３０における制御内容について、図３および図４を用いてより詳細に説明する。図３に示すように、各見当マーク検出センサ１５ｂ、１５ｃにより、見当ずれの大きさは版胴１１ｂ、１１ｃ一回転毎に間欠的に検出される。これに対し、見当コントローラ３０ａは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）を複数回算出する。また、見当コントローラ３０ａは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に係る信号を２回以上送るようになっている。そして、図４に示すように、モーションコントローラ３０ｃは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのサーボドライバ１７ｂ、１７ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）を複数回送っている。すなわち、モーションコントローラ３０ｃは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に複数回の制御出力を行っている。

なお、図４に示す例では、見当コントローラ３０ａは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに対して同一の大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっている。このことにより、モーションコントローラ３０ｃは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのサーボドライバ１７ｂ、１７ｃに対して同一の大きさのモータの操作量を複数回送るようになる。すなわち、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間におけるモーションコントローラ３０ｃからの制御出力量は同一となる。

しかしながら、本発明におけるグラビア印刷機およびその制御方法は、このような例に限定されることはない。図５に示すように、見当コントローラ３０ａは、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに対して異なる大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていてもよい。具体的には、版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに送られる２回以上の信号における異なる大きさのモータの操作量は、見当マーク検出センサ１５ｂ、１５ｃにより検出された２つの見当マークの間の見当ずれの大きさに基づいて算出されたモータの操作量△ω_２（ｔ）（または△ω_３（ｔ））と、このモータの操作量△ω_２（ｔ）（または△ω_３（ｔ））とは異なる大きさであるモータの操作量△ω_２´（ｔ）（または△ω_３´（ｔ））とを含むようになっていてもよい。ここで、モータの操作量△ω_２´（ｔ）（または△ω_３´（ｔ））は、グラビア印刷機における過去の見当変動の情報から予測される見当ずれの大きさから算出されるようになっている。

以上のように本実施の形態のグラビア印刷機およびその制御方法によれば、見当コントローラ３０ａは、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に係る信号を２回以上送るようになっており、モーションコントローラ３０ｃは、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に当該印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃに対して複数回制御出力を行うようになっている。このように、版胴１１ｂ、１１ｃの一回転当たりの制御サンプリング数を擬似的に増やすことによって、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）を一回算出してモーションコントローラ３０ｃからの制御出力を一回行うような従来の場合と比較して、見当ずれの大きさを許容範囲内に抑制しながら早期に定常状態に収束させることができる。

また、本実施の形態のグラビア印刷機およびその制御方法においては、図４に示すように、見当コントローラ３０ａは、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに対して同一の大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっている。しかしながら、前述したように、このような例に限定されることはなく、見当コントローラ３０ａは、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに対して異なる大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていてもよい。この場合、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間にモーションコントローラ３０ｃに送られる２回以上の信号における異なる大きさのモータの操作量は、例えば、見当マーク検出センサ１５ｂ、１５ｃにより検出された２つの見当マークの間の見当ずれの大きさに基づいて算出されたモータの操作量△ω_２（ｔ）（または△ω_３（ｔ））と、このモータの操作量△ω_２（ｔ）（または△ω_３（ｔ））およびグラビア印刷機における過去の見当変動の情報から予測される見当ずれの大きさを基に算出されたモータの操作量△ω_２´（ｔ）（または△ω_３´（ｔ））とを含むようになる。

次に、本実施の形態によるグラビア印刷機およびその制御方法の実施例について図６を用いて以下に説明する。実施例１では、図６（ａ）に示すように、インフィードユニット４０においてインフィード張力に１００Ｎ→１１０Ｎのステップ外乱を加えた場合、第２の印刷ユニット１０ｂの見当マーク検出センサ１５ｂにより検出される２つの見当マークの間の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）がどのように変化するかについて実験を行った。実施例１では、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、見当コントローラ３０ａがモーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に係る信号を３回送るようにした。この際に、モーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃ毎に同一の大きさの操作量を送るようにした。また、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、モーションコントローラ３０ｃが各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃに対して３回制御出力を行うようにした。

実施例１では、図６（ｂ）に示すように、インフィードユニット４０においてインフィード張力に１００Ｎ→１１０Ｎのステップ外乱を加えた場合において、見当ずれ量が−０．１９ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲内に抑制可能となった。また、ステップ外乱が加えられた後、見当ずれ量が良品レベルである±０．１ｍｍ以内（図６（ｂ）における太い点線内）に収まるまでの時間は４．６秒であった。

〔比較例１〕
次に、従来のグラビア印刷機およびその制御方法による比較例１について図７を用いて説明する。比較例１でも、実施例１と同様に、インフィードユニット４０においてインフィード張力に１００Ｎ→１１０Ｎのステップ外乱を加えた場合（図７（ａ）参照）、第２の印刷ユニット１０ｂの見当マーク検出センサ１５ｂにより検出される２つの見当マークの間の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）がどのように変化するかについて実験を行った。比較例１では、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、見当コントローラ３０ａがモーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に係る信号を１回送るようにした。また、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、モーションコントローラ３０ｃが各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃに対して制御出力を１回のみ行うようにした。

比較例１では、図７（ｂ）に示すように、インフィードユニット４０においてインフィード張力に１００Ｎ→１１０Ｎのステップ外乱を加えた場合において、見当ずれ量が−０．４２ｍｍ〜０．１４ｍｍの範囲内で変動するようになった。また、ステップ外乱が加えられた後、見当ずれ量が良品レベルである±０．１ｍｍ以内（図７（ｂ）における太い点線内）に収まるまでの時間は９．６秒であった。

実施例１と比較例１とを比べると、本実施の形態によるグラビア印刷機およびその制御方法によれば、従来のグラビア印刷機およびその制御方法と比較して、インフィードユニット４０においてインフィード張力に１００Ｎ→１１０Ｎのステップ外乱を加えた場合に従来では−０．４２ｍｍ〜０．１４ｍｍの範囲内で変動する見当ずれ量が−０．１９ｍｍ〜０．１８ｍｍの範囲内に抑制可能となった。また、ステップ外乱が加えられた後、見当ずれ量が良品レベルである±０．１ｍｍ以内に収まるまでの時間を９．６秒から４．６秒まで短縮することができることがわかった。

次に、本実施の形態によるグラビア印刷機およびその制御方法の更なる実施例について図８を用いて以下に説明する。実施例２では、図８（ａ）に示すように、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を３０ｍ／ｍｉｎ→１３０ｍ／ｍｉｎに昇速させた場合、第２の印刷ユニット１０ｂの見当マーク検出センサ１５ｂにより検出される２つの見当マークの間の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）がどのように変化するかについて実験を行った。実施例２では、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、見当コントローラ３０ａがモーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に係る信号を３回送るようにした。この際に、モーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃ毎に同一の大きさの操作量を送るようにした。また、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、モーションコントローラ３０ｃが各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃに対して３回制御出力を行うようにした。

実施例２では、図８（ｂ）に示すように、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を３０ｍ／ｍｉｎ→１３０ｍ／ｍｉｎに昇速させた場合において、見当ずれ量が−０．１５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内に抑制可能となった。また、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を昇速させた後、見当ずれ量が良品レベルである±０．１ｍｍ以内（図８（ｂ）における太い点線内）に収まるまでの時間は１３秒であった。

〔比較例２〕
次に、従来のグラビア印刷機およびその制御方法による比較例２について図９を用いて説明する。比較例２でも、実施例２と同様に、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を３０ｍ／ｍｉｎ→１３０ｍ／ｍｉｎに昇速させた場合（図９（ａ）参照）、第２の印刷ユニット１０ｂの見当マーク検出センサ１５ｂにより検出される２つの見当マークの間の見当ずれの大きさ（見当ずれ量）がどのように変化するかについて実験を行った。比較例２では、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、見当コントローラ３０ａがモーションコントローラ３０ｃに対して各モータ１３ｂ、１３ｃの操作量△ω_２（ｔ）、△ω_３（ｔ）に係る信号を１回送るようにした。また、各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃの版胴１１ｂ、１１ｃが一回転する間に、モーションコントローラ３０ｃが各印刷ユニット１０ｂ、１０ｃのモータ１３ｂ、１３ｃに対して制御出力を１回のみ行うようにした。

比較例２では、図９（ｂ）に示すように、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を３０ｍ／ｍｉｎ→１３０ｍ／ｍｉｎに昇速させた場合において、見当ずれ量が−０．５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で変動するようになった。また、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を昇速させた後、見当ずれ量が良品レベルである±０．１ｍｍ以内（図９（ｂ）における太い点線内）に収まるまでの時間は３３秒であった。

実施例２と比較例２とを比べると、本実施の形態によるグラビア印刷機およびその制御方法によれば、従来のグラビア印刷機およびその制御方法と比較して、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を３０ｍ／ｍｉｎ→１３０ｍ／ｍｉｎに昇速させた場合に従来では−０．５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で変動する見当ずれ量が−０．１５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内に抑制可能となった。また、版胴１１ｂ、１１ｃの回転速度を昇速させた後、見当ずれ量が良品レベルである±０．１ｍｍ以内に収まるまでの時間を３３秒から１３秒まで短縮することができることがわかった。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 印刷ユニット
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 版胴
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 圧胴
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ モータ
１５ｂ、１５ｃ 見当マーク検出センサ
１７ｂ、１７ｃ サーボドライバ
３０ 制御装置
３０ａ 見当コントローラ
３０ｂ 制御ゲイン設定手段
３０ｃ モーションコントローラ
４０ インフィードユニット
４１ インフィードローラ
４２ ダンサーローラ
４３ ニップローラ
４５ モータ
Ｗ ウェブ

Claims (8)

1. 連続的に搬送されるウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、この版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する前段印刷ユニットと、
   前段印刷ユニットの下流側に直列に設けられた複数の後段印刷ユニットであって、各後段印刷ユニットは、ウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、版胴の下流側に設けられウェブ上の見当マークを検出する見当マーク検出センサと、版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する後段印刷ユニットと、
   一の後段印刷ユニットの見当マーク検出センサにより検出された、ウェブ上における一の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マーク、および一の後段印刷ユニットの直近の上流側にある前段印刷ユニットまたは他の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マークの間の見当ずれの大きさを算出し、この見当ずれの大きさに基づいて各後段印刷ユニットのモータの操作量を算出する見当コントローラと、
   前記見当コントローラからモータの操作量に係る信号が送られ、当該信号におけるモータの操作量に基づいて各後段印刷ユニットのモータを制御して版胴の回転速度を調整し、この版胴の位相補正を行うモーションコントローラと、
   を備え、
   前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対してモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっており、前記モーションコントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に各後段印刷ユニットのモータに対して複数回制御出力を行うようになっていることを特徴とするグラビア印刷機。
2. 前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対して各々の後段印刷ユニットのモータについて同一の大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷機。
3. 前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対して各々の後段印刷ユニットのモータについて異なる大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷機。
4. 各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに送られる２回以上の信号における異なる大きさのモータの操作量は、見当マーク検出センサにより検出された２つの見当マークの間の見当ずれの大きさに基づいて算出された一のモータの操作量と、この一のモータの操作量およびグラビア印刷機における過去の見当変動の情報から予測される見当ずれの大きさを基に算出されたモータの操作量とを含むことを特徴とする請求項３記載のグラビア印刷機。
5. 連続的に搬送されるウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、この版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する前段印刷ユニットと、
   前段印刷ユニットの下流側に直列に設けられた複数の後段印刷ユニットであって、各後段印刷ユニットは、ウェブに対して印刷を施すとともに見当マークをこのウェブに付ける版胴と、版胴の下流側に設けられウェブ上の見当マークを検出する見当マーク検出センサと、版胴に連結され当該版胴を回転駆動させるモータとを有する後段印刷ユニットと、
   を備えたグラビア印刷機の制御方法において、
   見当コントローラにおいて、一の後段印刷ユニットの見当マーク検出センサにより検出された、ウェブ上における一の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マーク、および一の後段印刷ユニットの直近の上流側にある前段印刷ユニットまたは他の後段印刷ユニットの版胴により付けられた見当マークの間の見当ずれの大きさを算出し、この見当ずれの大きさに基づいて各後段印刷ユニットのモータの操作量を算出する工程と、
   モーションコントローラにおいて、前記見当コントローラからモータの操作量に係る信号が送られ、当該信号におけるモータの操作量に基づいて各後段印刷ユニットのモータを制御して版胴の回転速度を調整し、この版胴の位相補正を行う工程と、
   を備え、
   前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対してモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっており、前記モーションコントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に各後段印刷ユニットのモータに対して複数回制御出力を行うようになっていることを特徴とするグラビア印刷機の制御方法。
6. 前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対して各々の後段印刷ユニットのモータについて同一の大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていることを特徴とする請求項５記載のグラビア印刷機の制御方法。
7. 前記見当コントローラは、各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに対して各々の後段印刷ユニットのモータについて異なる大きさのモータの操作量に係る信号を２回以上送るようになっていることを特徴とする請求項５記載のグラビア印刷機の制御方法。
8. 各後段印刷ユニットの版胴が一回転する間に前記モーションコントローラに送られる２回以上の信号における異なる大きさのモータの操作量は、見当マーク検出センサにより検出された２つの見当マークの間の見当ずれの大きさに基づいて算出された一のモータの操作量と、この一のモータの操作量およびグラビア印刷機における過去の見当変動の情報から予測される見当ずれの大きさを基に算出されたモータの操作量とを含むことを特徴とする請求項７記載のグラビア印刷機の制御方法。

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