JPH1076637A - 印刷の見当制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな見当ずれ量を迅速に解消し、コンペン
セータロールを移動させる際にウェブに加わる瞬間的な
張力変動を小さくする。 【解決手段】 連続的に搬送される長尺状のウェブに、
複数の印刷ユニットで印刷する際、隣接する上流側ユニ
ットによる印刷と下流側ユニットによる印刷との間に生
じている見当ずれ量に基づいて、両ユニット間に配設さ
れたコンペンセータロールの位置を移動させ、同ユニッ
ト間のウェブ長さを調節する見当制御装置により見当合
せを行う印刷の見当制御方法において、制御周期毎に、
下流側ユニットの出側で検出された見当ずれを解消する
ために、前記コンペンセータロール１６を移動する際、
その移動速度Ｖc を、検出された見当ずれ量ｅ_n に応じ
て変更すると共に、該移動速度を演算するために用いる
制御ゲインｋ_pv、ｋ_iv、ｋ_dvを、ウェブを搬送するライ
ン速度ｖに応じて設定変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷の見当制御方
法、例えば印刷開始直後における見当ずれを早期に解消
する際等に適用して好適な、印刷の見当制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、長尺状の紙やフィルム等のウェ
ブを、複数の印刷ユニットにより２色以上の絵柄を印刷
することが行われている。図６は、このような印刷に適
用される複数の印刷ユニットからなる印刷システムの概
要を示したもので、このシステムでは、ウェブＷを矢印
方向に搬送しながら、１色目の絵柄を上流側の第１ユニ
ット１０で、２色目の絵柄を隣接する下流側の第２ユニ
ット１２で印刷し、必要があれば更に下流側に配設され
ているユニット（図示せず）で３色目、４色目の絵柄の
印刷を順次行っている。

【０００３】ここでは、便宜上、第１及び第２ユニット
による２色印刷の場合を例に説明するが、上記印刷シス
テムでは、長尺に巻かれているウェブＷを安定に搬送し
ながら、回転する第１ユニット１０の版胴１０Ａと、こ
れを押え付けている圧胴１０Ｂとの間を通過させ、該版
胴１０Ａに刻まれている凹部に付着されているインキを
ウェブＷに転写することにより１色目を印刷し、次いで
同様に第２ユニット１２の版胴１２Ａと圧胴１２Ｂとの
間をウェブＷを通過させることにより２色目の印刷を行
っている。

【０００４】このように、直列に配置した２つのユニッ
トで複数色を連続印刷する場合、上流側の第１ユニット
で印刷した絵柄と、下流側の第２ユニットで印刷する絵
柄とを完全に一致させる、いわゆる見当合せが重要であ
る。

【０００５】このように、隣接する印刷ユニットによる
印刷の見当合せを確実に行われるように、通常は、各色
の版胴の周囲長さが同一で、しかも位相を合せるために
全ての版胴は同一のモータで駆動されている。即ち、図
６の場合は、第１ユニット１０の版胴１０Ａと、第２ユ
ニット１２の版胴１２Ａは周囲長さが同一で、しかも同
一のメインモータ２０により同位相で回転駆動されるよ
うになっている。

【０００６】上記のように、隣接する印刷ユニットで
は、同一周囲長の版胴１０Ａ、１２Ａを同一位相で回転
させたとしても、両ユニット間のウェブ長さが適切な長
さになっていないと見当がずれることになる。そのた
め、見当がずれているときには、それを一致させるため
に、隣接ユニット間のウェブ長さを調整する見当制御装
置が付設されている。

【０００７】この見当制御装置は、位置を上下動するこ
とによりユニット間のウェブ長さを調整するためのコン
ペンセータロール１６と、見当ずれの程度（見当ずれ
量）を検出するための、第２ユニット出側に設置された
見当センサ１８と、そのずれ量に応じてコンペンセータ
ロール１６の移動長さ（操作量）を算出し、その結果に
基づいて上記コンペンセータロール１６を上下方向に駆
動する制御部（図示せず）とを備えている。この制御装
置では、例えば、見当ずれ量に基づいてＰＩＤ（比例・
積分・微分）制御が行われている。

【０００８】従来、上記のような印刷システムによる複
数色の印刷は、色調整が終了した後、図７に示す搬送速
度（ライン速度）のスケジュールに従って行われてい
る。即ち、まず、低速（例えば、２０ｍ／分）の刷出速
度で印刷を開始し、この低速状態で見当合せを行い、見
当ずれ量が許容範囲（例えば、±０．２mm）に入った段
階で、昇速を開始し、定常印刷時の高速（例えば、２５
０ｍ／分）状態に上げる。

【０００９】上記スケジュールに従って印刷を行う場
合、刷出印刷時に見当が合うまでに印刷した分のウェブ
は不良品となり、その後の昇速時でも通常は許容範囲を
外れるため不良品となり、更に、定常速度に達した後も
１０秒程経過しないと許容範囲に入らないため、その間
も不良品となる。

【００１０】更に、見当が合った安定した状態で定常印
刷を継続できたとしても、途中で外乱が生じた場合、例
えば、印刷中の原反ウェブ終端と次原反のウェブ始端と
を継げる、いわゆる紙継時には、その時の衝撃や紙継用
テープの印刷機通過に伴って外乱が加わるため、必然的
に見当ずれが発生する。

【００１１】従って、連続的に搬送するウェブに対する
複数色の印刷では、上記のような許容範囲を外れる見当
ずれのウェブ長さを極力短くすることが、印刷効率の上
から極めて重要である。

【００１２】従来の印刷システムの見当制御装置では、
見当ずれを解消するためにコンペンセータロールを移動
させる際には、移動速度を一定の、例えば０．５［ｍｍ
／秒］として、移動時間を変更することにより制御を行
っていた。

【００１３】即ち、ＰＩＤ制御であれば、印刷直後に見
当ずれをセンサにて認識すると共に、その積分値、差分
値を計算し、次の（１）式に示すように見当ずれ量ｅ_n
［ｍｍ］、積分値Σｅ_n 、差分値（ｅ_n −ｅ_n-1)のそれ
ぞれに個別の係数ｋ′_p 、ｋ′_i 、ｋ′_d を掛けたもの
を全て加算し、その値をコンペンセータロールを動かす
移動時間ｔとする。

【００１４】 移動時間ｔ＝ｋ′_p ｅ_n ＋ｋ′_i Σｅ_n ＋ｋ′_d （ｅ_n −ｅ_n-1 ）…（１）

【００１５】そして、ある一定時間間隔毎（例えば、版
胴が一周する時間毎）に見当センサ１８にて見当ずれ量
を認識し、上記（１）式に基づいてコンペンセータロー
ル１６を移動させる時間ｔを計算し、その時間だけモー
ターを駆動させる。

【００１６】その際、見当ずれ量の符号を、初めの印刷
が後の印刷に対して進んで印刷されたときをプラスとす
る場合には、（１）式により計算されたｔがプラスなら
ば、印刷ユニットの間の長さを長くする方向にコンペン
セータロールを移動させる。逆に、マイナスならば、印
刷ユニット間の長さを短くする方向にコンペンセータロ
ールを移動させる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンペ
ンセータロールの移動速度を一定として、その移動時間
を検出された見当ずれ量に応じて変化させる従来の制御
方法では、発生する見当ずれ量の大小に拘らず常に同一
の速度でコンペンセータロールを移動させているため、
見当ずれ量が大きい場合には迅速にそれを解消できない
上に、コンペンセータロールを移動させる度にウェブに
対して大きな瞬間的張力変動（以下、これを悪い張力変
動ともいう）が生じることになるため、円滑な見当制御
ができないという問題があった。

【００１８】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、大きな見当ずれ量が生じた場合で
も、それを迅速に解消できる上に、コンペンセータロー
ルを移動させる際にウェブに加わる悪い張力変動を小さ
くできるため、円滑な見当制御を行うことができる技術
を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロールの位置
を移動させ、同ユニット間のウェブ長さを調節する見当
制御装置に連続的に搬送される長尺状のウェブに、複数
の印刷ユニットで印刷する際、隣接する上流側ユニット
による印刷と下流側ユニットによる印刷との間に生じて
いる見当ずれ量に基づいて、両ユニット間に配設された
コンペンセータロールの位置を移動させ、同ユニット間
のウェブ長さを調節する見当制御装置により見当合せを
行う印刷の見当制御方法において、制御周期毎に、下流
側ユニットの出側で検出された見当ずれを解消するため
に、前記コンペンセータロールを移動する際、その移動
速度を、検出された見当ずれ量に応じて変更することに
より、前記課題を解決したものである。

【００２０】即ち、本発明においては、制御周期毎に、
検出された見当ずれ量に応じて、所定の移動時間（例え
ば、制御周期間）で見当ずれを解消できる移動速度を計
算して求め、その速度でコンペンセータロールを移動さ
せることができるので、見当ずれ量が大きい場合でも、
迅速に見当ずれを解消できる上に、コンペンセータロー
ルの移動速度を小さくすることができるため、ウェブに
対する悪い張力変動を小さくすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態は、
前記印刷の見当制御方法において、前記コンペンセータ
ロールの移動速度を演算するために用いる制御ゲイン
を、ウェブを搬送するライン速度に応じて設定変更する
ようにしたものである。この場合、例えば、定常印刷時
にはそのライン速度に最適な高い値の制御ゲインに設定
することができるため、紙継時等に外乱が生じた場合で
も、見当ずれを早期に解消することができる。又、刷出
印刷時にはその時の搬送速度に最適の低い値の制御ゲイ
ンに設定することができるため、見当合せを短時間で行
うことが可能である。

【００２２】又、本発明の他の好ましい実施の形態は、
上記印刷の見当制御方法において、ライン速度が低速の
刷出印刷で見当合せを行った後、高速の定常印刷状態に
移行して印刷を行う際、前記制御ゲインを刷出印刷時に
は低い値に、定常印刷時には高い値に、それぞれのライ
ン速度に応じて設定すると共に、刷出印刷時の制御ゲイ
ンから定常印刷時の制御ゲインに設定変更する際、直線
的、下に凸の曲線的、上に凸の曲線的又は段階的に増加
させるようにしたものである。この場合、刷出印刷時か
ら定常印刷時までの昇速時にも、適切な制御ゲインの設
定が可能となるため、従来不可能であった昇速時におけ
る見当合せも可能となる。

【００２３】以下、図面を参照して、より具体的な発明
の実施の形態の例を詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明に係る一実施形態の見当制
御方法に適用される制御装置の概略構成を、演算処理の
手順と共に示したブロック図であり、この見当制御装置
は、前記図５に示したものと実質的に同一の印刷システ
ムに適用される。

【００２５】上記見当制御装置は、ＰＩＤ制御装置で、
前記図５のメインモータ２０から入力されるライン速度
（搬送速度）に応じて、最適な制御ゲインを演算する制
御ゲイン計算部２２と、ここで算出された制御ゲイン
と、見当センサ１８で検出される見当ずれに基づいてコ
ンペンセータロール１６の移動速度Ｖc を計算する移動
速度計算部２４と、算出された移動速度Ｖc に基づいて
コンペンセータロール１６を所定時間移動させるコンペ
ンセータロール・ドライバ２６とを備えている。

【００２６】上記見当センサ１８では、図２に示すよう
に、ウェブＷの側端部に第１ユニットで印刷された見当
マークＭ１と、第２ユニットで印刷された見当マークＭ
２との間隔Ｌを定期的に検出し、ｎ番目に検出した該間
隔と目標の間隔Ｌo との偏差（Ｌ−Ｌo ）を見当ずれｅ
_n として検出する。

【００２７】この見当制御装置では、ＰＩＤ制御が行わ
れるため、上記制御ゲイン計算部２２では見当ずれ量ｅ
_n に対する比例ゲイン（係数）ｋ_p と、積分値Σｅ_n に
対する積分ゲインｋ_i と、差分値（微分値）ｅ_n −ｅ
_n-1 に対する微分ゲインｋ_d とを、それぞれ次の（２）
〜（４）式で計算し、ライン速度２０ｍ／分のときの各
制御ゲインｋ_p20 、ｋ_i20 、ｋ_d20 を基準に、ライン速
度ｖの変化に応じて適切な値が算出されるようになって
いる。

【００２８】 ｋ_pv＝ｋ_p20 ＋α×（ｖ−２０） …（２） ｋ_iv＝ｋ_i20 ＋β×（ｖ−２０） …（３） ｋ_dv＝ｋ_d20 ＋γ×（ｖ−２０） …（４）

【００２９】上記各式の係数α、β、γは、例えば、図
３の（Ａ）のような直線的に増加するように設定する。

【００３０】上記制御ゲイン計算部２２で、入力された
ライン速度ｖから、それぞれ適切な制御ゲインが算出さ
れると、移動時間計算部２４でｎ番目の検出値である見
当ずれ量ｅ_n に応じて、それを許容範囲内に収める（見
当ずれを解消する）ために必要な、ウェブＷの長さに変
更するために、コンペンセータロール１６を移動させる
際に設定する移動速度Ｖc を、次の（５）式で算出す
る。なお、ここでは、コンペンセータロール１６の移動
時間が一定であり、見当ずれを解消するに必要なコンペ
ンセータロール１６の移動量（距離）を、上記移動速度
Ｖc で設定するようになっている。

【００３１】 Ｖc ＝ｋ_pvｅ_n ＋ｋ_ivΣｅ_n ＋ｋ_dv（ｅ_n −ｅ_n-1 ） …（５）

【００３２】上記（５）式によるコンペンセータロール
１６の移動速度Ｖc は、制御周期に当る一定時間毎（例
えば、版胴が１周する時間毎）に見当ずれ量を検出して
計算され、モータドライバ２６に出力され、その一定時
間だけモータを駆動させてコンペンセータロール１６を
上記移動速度Ｖc で上方又は下方に移動させ、ウェブＷ
が適切な長さになる位置に移動させる。

【００３３】その際、前記（１）式についての説明の場
合と同様に、見当ずれ量の符号を、初めの印刷が後の印
刷に対して進んで印刷されたときをプラスとする場合に
は、上記（５）式により計算されたＶc がプラスなら
ば、印刷ユニットの間の長さを長くする方向にコンペン
セータロールを移動させる。逆に、マイナスならば、印
刷ユニット間の長さを短くする方向にコンペンセータロ
ールを移動させる。

【００３４】即ち、制御周期毎に上記（５）式で求まる
移動速度Ｖc で一定時間（実質上制御周期に等しい）だ
け、上記移動速度Ｖc でコンペンセータロール１６を移
動させる制御を行うことは、見当ずれが生じてｅ_n ≠０
のとき、その位置からコンペンセータロール１６を、見
当が合ってｅ_n ＝０となる目標位置迄移動させる際、ｅ
_n が大きい程大きい移動速度で移動させることに当る。

【００３５】従って、本実施形態によれば、従来のよう
にコンペンセータロールを一定速度で移動時間を変更し
て制御する場合に比べ、コンペンセータロールの移動量
を大幅に増大させることができるため、発生している見
当ずれ量が大きい場合でも、それを迅速に解消すること
ができることから、制御の応答性を向上することができ
る。

【００３６】例えば、版胴１周毎に見当センサ１８で見
当を検出する（サンプリングする）、即ち制御周期がサ
ンプリング間隔と実質的に同一である場合、版胴周長６
００［ｍｍ］、ライン速度２００［ｍ／分］ではサンプ
リング時間（間隔）は０．１８［秒］となるが、サンプ
リング時間内でコンペンセータロールの移動量の範囲を
比較すると、従来の一定速度制御では、０から最大で
０．５［ｍｍ／秒］×０．１８［秒］＝０．０９［ｍ
ｍ］であるのに対し、本発明の可変速度制御では、０か
ら最大で５．０［ｍｍ／秒］×０．１８［秒］＝０．９
０［ｍｍ］となる。

【００３７】なお、可変速度の最大値は、機械仕様によ
り異なるが、あまり速すぎても実用的ではない。

【００３８】版胴周長を０．６［ｍ］、印刷速度２５０
［ｍ／分］とすると、見当ずれ認識のサンプリング時間
は０．１４４［秒］であり、このサンプリング時間当り
のコンペンセータロール移動量の分解能は、以下のよう
になる。但し、モータの駆動単位時間０．０１［秒］
や、係数３００００はモータ及びモータドライバの分解
能により決まる。

【００３９】従来（一定速度） ０．０１［秒］×０．５［ｍｍ／秒］＝５．０×１０^-3
［ｍｍ］ 本発明（可変速度） ５．０［ｍｍ／秒］×０．１４４［秒］／３００００＝
２．８８×１０^-5［ｍｍ］

【００４０】なお、従来の制御法でのコンペンセータロ
ールの移動速度（ここでは、０．５［ｍｍ／秒］）は、
大きいとそれだけ制御周期（時間）内の移動量を大きく
とれるため、大きな見当変動の修正には有利であるが、
分解能が大きくなるために、定常印刷時の見当安定性は
悪くなることから、自ずと制限される。

【００４１】又、見当ずれ量ｅ_n が特別に大きくない場
合には、本実施形態によれば、コンペンセータロール１
６を一定速度で移動させ、その移動時間を変更して制御
する従来法に比べ、ウェブＷに対する瞬間的な張力変動
（悪い張力変動）を小さくできるため、滑らかな張力変
動の下で見当制御を行うことができる。

【００４２】図４は、上記張力変動の発生を説明するた
めに、モータ速度の変化を概念的に示したタイムチャー
トであり、（Ａ）は本発明法、（Ｂ）は従来法を、同一
の見当ずれが発生している場合について、それぞれ対比
して示してあり、モータ速度０の基本線と制御周期毎の
モータ速度を示す実線で囲まれた矩形の面積は、コンペ
ンセータロール１６の移動距離に相当するため、それぞ
れ等しい。なお、点線はセンサによる検出タイミング
を、点線間の時間は計算遅れがあるものの実質上制御周
期に相当する。

【００４３】この図４より、従来方法では、モータの駆
動時間により制御していたため、コンペンセータロール
１６を移動させる時には常にモータ速度を０から一定速
度に急激に変化させている。即ち、ウェブＷに対して大
きな瞬間的な張力変動がモータを駆動する度に加わる。

【００４４】これに対して、本実施形態では、制御周期
（時間）をフルに使ってコンペンセータロール１６を移
動させるようにしてあるので、各周期毎のモータ速度を
小さく出来ると共に、同方向へ更に移動させる場合は、
前の周期のモータ速度から不足の速度分だけ変化させれ
ば良いため、急激なモータ速度の変更、即ちウェブＷに
対する瞬間的な張力変動を一段と小さくすることが可能
となる。

【００４５】又、図５には、制御周期０．１８秒で、ラ
イン速度２００ｍ／分の定常印刷状態において、強制的
にｅ_n ＝０．８〜０．９ｍｍの見当ずれの外乱を発生さ
せた際の初期値応答性を示した。図５（Ａ）は、コンペ
ンセータロールの移動時間一定（０．１８秒）で、移動
速度Ｖc を０〜５［ｍｍ／秒］の範囲で調整した本実施
形態による制御結果を、同図（Ｂ）は、移動速度を一定
（０．５［ｍｍ／秒］）、移動時間を０〜０．１８秒の
範囲で調整した従来法による制御結果を、それぞれ示し
たものである。

【００４６】この図５より、本実施形態によれば、外乱
が収束するまでの時間は、従来の１／２位であることか
ら応答性に優れ、しかも略ｅ_n ＝０に収束していること
から安定性の高い見当制御が可能であることが判る。従
って、定常印刷中の紙継時に発生する外乱に対しても見
当制御性能が良好であることから、見当不良の発生長さ
を大幅に短縮することができる。

【００４７】又、本実施形態においては、前述した如
く、コンペンセータロール１６を移動させ、その位置を
制御する際の移動速度Ｖc を演算するための、前記
（５）式の各制御ゲインｋ_p 、ｋ_i 、ｋ_d を、ライン速
度が低速の刷出印刷時には、その低速度に合った最適な
ゲインにし、高速の定常印刷時には、その設定された速
度に最適のゲインに設定することができる。

【００４８】従って、刷出印刷時には低速度に適した制
御ゲインに設定することにより、最適な制御が可能とな
るため、定常印刷までの時間を短縮でき、作業効率を大
幅に向上することができると共に、高速の定常印刷時で
も、最適な制御ゲインに設定されているので、安定した
見当制御が可能となる。

【００４９】更に、昇速時にも各速度毎に適切な制御ゲ
インを設定することが可能であるため、この昇速過程で
も見当ずれの発生を有効に防止することが可能となる。

【００５０】なお、制御ゲインの設定方法は、前記
（２）〜（４）式のように制御ゲインを設定する場合、
各制御ゲイン毎に適切な比率α、β、γが設定されるこ
とは言うまでもない。

【００５１】又、刷出印刷時の最適ゲインｋ₂₀から、例
えばライン速度２５０ｍ／分の定常印刷時の最適ゲイン
ｋ₂₅₀ までの変化の仕方を規定する、前記（２）〜
（４）式の係数α、β、γは、前記図３に示す（Ａ）の
ように、直線的な比例係数に限らず、下に凸の曲線的係
数（Ｂ）や、上に凸の曲線的係数（Ｃ）であっても、更
には、例えばライン速度１００ｍ／分までは低速のゲイ
ンｋ₂₀で、それ以上では高速のゲインｋ₂₅₀ にするとい
う、段階的に変化する係数（Ｄ）としてもよい。

【００５２】又、制御ゲインとしては必ずしも、全ての
ゲインを変化させる必要はなく、例えば、積分ゲインｋ
_i は零としても、又は一定値としてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
大きな見当ずれ量が生じた場合でも、それを迅速に解消
できる上に、コンペンセータロールを移動させる際にウ
ェブに加わる瞬間的な張力変動を小さくできるために円
滑な見当制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に適用される見当制御装置
の概略構成を示すブロック図

【図２】見当ずれを説明するための線図

【図３】制御ゲインの増大パターンの変形例を示す線図

【図４】本発明の効果を示す線図

【図５】本発明の効果を示す他の線図

【図６】複数の印刷ユニットからなるグラビア印刷シス
テムを示す説明図

【図７】印刷開始時のウエブ搬送スケジュールを示す線
図

【符号の説明】

Ｗ…ウェブ １０…第１ユニット １２…第２ユニット １０Ａ、１２Ａ…版胴 １０Ｂ、１２Ｂ…圧胴 １４…ガイドロール １６…コンペンセータロール １８…見当センサ ２０…メインモータ ２２…制御ゲイン計算部 ２４…移動時間計算部 ２６…コンペンセータロール・ドライバ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に搬送される長尺状のウェブに、複
   数の印刷ユニットで印刷する際、隣接する上流側ユニッ
   トによる印刷と下流側ユニットによる印刷との間に生じ
   ている見当ずれ量に基づいて、両ユニット間に配設され
   たコンペンセータロールの位置を移動させ、同ユニット
   間のウェブ長さを調節する見当制御装置により見当合せ
   を行う印刷の見当制御方法において、 制御周期毎に、下流側ユニットの出側で検出された見当
   ずれを解消するために、前記コンペンセータロールを移
   動する際、その移動速度を、検出された見当ずれ量に応
   じて変更することを特徴とする印刷の見当制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記コンペンセータロールの移動速度を演算するために
   用いる制御ゲインを、ウェブを搬送するライン速度に応
   じて設定変更することを特徴とする印刷の見当制御方
   法。
3. 【請求項３】請求項２において、 ライン速度が低速の刷出印刷で見当合せを行った後、高
   速の定常印刷状態に移行して印刷を行う際、前記制御ゲ
   インを刷出印刷時には低い値に、定常印刷時には高い値
   に、それぞれのライン速度に応じて設定すると共に、 刷出印刷時の制御ゲインから定常印刷時の制御ゲインに
   設定変更する際、直線的、下に凸の曲線的、上に凸の曲
   線的又は段階的に増加させることを特徴とする印刷の見
   当制御方法。