(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ版胴、圧胴、ガイドローラ、乾燥装置および冷却ローラを具備した複数の印刷ユニットを１列に有する輪転印刷機において、
前記各印刷ユニットごとに設けられた版胴駆動用サーボモータと、
これらの版胴駆動用サーボモータごとに個別に設けられ、前記各印刷ユニットの前記版胴駆動用サーボモータごとに独立した位置ループを有して当該版胴駆動用サーボモータの回転を制御する版胴用サーボコントローラと、
前記各版胴に対応した前記各冷却ローラをそれぞれ単独で駆動させる冷却ローラ用駆動手段と、
前記版胴駆動用サーボモータと冷却ローラ用駆動手段とを同期駆動させる統合制御部と、
を備えていることを特徴とする輪転印刷機。
【請求項２】
請求項１に記載の輪転印刷機において、前記冷却ローラ用駆動手段は、前記各冷却ローラにそれぞれ設けられた冷却ローラ駆動用サーボモータと、これらの冷却ローラ駆動用サーボモータごとに独立した位置ループを有して当該冷却ローラ駆動用サーボモータの回転を制御する冷却ローラ用サーボコントローラとを備えて構成されていることを特徴とする輪転印刷機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の輪転印刷機において、前記冷却ローラ用サーボコントローラは、前記統合制御部の指令値により冷却ローラ用サーボモータを対応する前記版胴駆動用サーボモータに同期駆動させることを特徴とする輪転印刷機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輪転印刷機に係り、特に多色印刷等を行うグラビア輪転印刷機に関する。
【０００２】
【背景技術】
グラビア輪転印刷機は、それぞれ版胴（直径を変更して使用できる）、圧胴およびガイドローラを具備した複数の印刷ユニットと、ウェブの巻き出し部およびインフィード部と、ウェブのアウトフィード部および巻き取り部とを一列に配置して構成されている。
【０００３】
巻き出し部、インフィード部、アウトフィード部および巻き取り部は、それぞれ駆動モータ、ブレーキ装置を有しており、巻き出し部の駆動モータとインフィード部の駆動モータとの速度差、および、アウトフィード部の駆動モータと巻き取り部の駆動モータとの速度差によってウェブのテンション制御を行うようになっている。
【０００４】
このようなグラビア輪転印刷機では、ウェブに印刷を行った後、印刷ユニットに設けられている乾燥装置でインキを乾燥させ、さらにウェブ温度を下げてインキを定着させるために冷却ローラが設けられている。この冷却ローラ内には、一般的に冷却水等の冷媒が循環しており、これにより、高速印刷（例えば、２５０ｍ／ｍｉｎのウェブ速度）に対応させている。そして、ウェブは冷却ローラと接触することによりその温度が下げられるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のグラビア輪転印刷機では、冷却ローラが回転フリーの状態で設けられており、ウェブとの接触による摩擦力で回転駆動されている。
そのため、ウェブには常に冷却ローラを駆動するための負荷が加わることで、ウェブ面に印刷されているインキが剥がれたり、ウェブが傷ついたりするという問題が生じる。
また、ウェブテンションに冷却ローラによるロスが加わることで、ウェブテンションの変動が大きく不安定となり、印刷見当の変動が大きくなる等の問題も生じている。その結果、印刷品質を低下させ、生産性の阻害要因ともなっている。
【０００６】
本発明の目的は、ウェブに冷却ローラの負荷によるテンションの変動を与えず、印刷品質を向上させ、かつ、生産効率の向上を図れるようになる輪転印刷機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の輪転印刷機は、それぞれ版胴、圧胴、ガイドローラ、乾燥装置および冷却ローラを具備した複数の印刷ユニットを１列に有する輪転印刷機において、前記各印刷ユニットごとに設けられた版胴駆動用サーボモータと、これらの版胴駆動用サーボモータごとに個別に設けられ、前記各印刷ユニットの前記版胴駆動用サーボモータごとに独立した位置ループを有して当該版胴駆動用サーボモータの回転を制御する版胴用サーボコントローラと、前記各版胴に対応した前記各冷却ローラをそれぞれ単独で駆動させる冷却ローラ用駆動手段と、前記版胴駆動用サーボモータと冷却ローラ用駆動手段とを同期駆動させる統合制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
以上において、複数の印刷ユニットの配置数は限定されず、所望の多色刷り（例えば６色、８色等）を達成できる数の印刷ユニットであればよい。また、冷却ローラ用駆動手段は、各冷却ローラを単独で駆動できるものであればどのような形式のものでもよく、例えば、版胴の駆動に版胴駆動用サーボモータを使用したのと同様に、冷却ローラの駆動に冷却ローラ駆動用サーボモータを設けるとともに、この冷却ローラ駆動用サーボモータの回転を制御するサーボコントローラとを備えた形式、あるいは、冷却ローラを版胴駆動用サーボモータに連結しこのサーボモータを冷却ローラ駆動用の駆動源とするものでもよい。
さらに、圧胴は回転フリーとなっているもの、あるいは、版胴等と同様に単独で駆動できるものでもよい。
【０００９】
このような本発明では、冷却ローラに設けた冷却ローラ用駆動手段により、冷却ローラが版胴の周速に同期駆動される。その状態で冷却ローラにウェブが接触するので、冷却ローラとウェブとの接触による摩擦力が低下する。
従って、ウェブには冷却ローラを駆動させるための負荷が加わらないので、ウェブ面に印刷されているインキが剥がれたり、ウェブが傷ついたりするということがなくなる。また、ウェブテンションに冷却ローラによるロスが加わらないので、ウェブテンションが安定し、印刷見当の変動もなくなり、その結果、印刷品質が向上し、かつ、生産効率の向上を図れるようになる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の輪転印刷機は、請求項１に記載の輪転印刷機における冷却ローラ用駆動手段を、前記各冷却ローラにそれぞれ設けられた冷却ローラ駆動用サーボモータと、これらの冷却ローラ駆動用サーボモータごとに独立した位置ループを有して当該冷却ローラ駆動用サーボモータの回転を制御する冷却ローラ用サーボコントローラとを備えて構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
このような本発明では、冷却ローラを冷却ローラ駆動用サーボモータおよび冷却ローラ用サーボコントローラで制御して版胴の周速と同期させているため、前記請求項１の作用、効果と同様な作用、効果を得られる。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の輪転印刷機は、請求項１または２に記載の輪転印刷機における冷却ローラ用サーボコントローラは、前記統合制御部の指令値により前記冷却ローラ用サーボモータを対応する前記版胴駆動用サーボモータに同期駆動制御させるものとした。
このような本発明では、前記請求項１、２の作用、効果と同様の作用、効果を得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の輪転印刷機１は６色ストレートグラビア輪転印刷機とされている。
このグラビア輪転印刷機１は、１列に配置された６台の印刷ユニット２１〜２６を備えており、前記ウェブＷには、これらの印刷ユニット２１〜２６を通過する間に６色刷りが行われる。印刷ユニット２１においてウェブＷの流れの上流側には、給紙部（巻き出しし部）３とインフィード部４とが配置され、また、印刷ユニット２６の流れの下流側には、アウトフィード部５と巻き取り部６とが配置されている。
【００１４】
各印刷ユニット２１〜２６には、それぞれ印刷部を構成する版胴７、圧胴８、複数の回転フリーのガイドローラ９および１本の冷却ローラ１７が設けられている。また、この冷却ローラ１７と圧胴８との間には、図示しない乾燥装置が設けられ、走行する印刷済みのウェブＷの乾燥を行うようになっている。
【００１５】
各印刷ユニット２１〜２６には、版胴７駆動用のサーボモータ１０１〜１０６と、冷却ローラ駆動用のサーボモータ１１１〜１１６とが、それぞれ変速歯車等（図示せず）を介して設けられ、これらのサーボモータ１０１〜１０６、１１１〜１１６により、各印刷ユニット２１〜２６に設けられた版胴７および冷却ローラ１７がそれぞれ独立して駆動できるようになっている。そして、サーボモータ１０１〜１０６、１１１〜１１６の軸端にはエンコーダ１２１〜１２６、１３１〜１３６（図２参照）が設けられ、各サーボモータ１０１等のモータ出力軸のフィードバック信号を提供するようになっている。
【００１６】
図２に示すように、グラビア輪転印刷機１の駆動制御装置２０の構成は、統合制御部として動作するＤＳＰ（デジタル・シグナルプロセッサ）部２１と、各種データを記憶するメモリ部２２と、版胴用サーボコントローラ（制御回路）２３１〜２３６および冷却ローラ用サーボコントローラ（制御回路）２４１〜２４６と、テンション制御部２５と、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６を含んで構成され、この入出力インタフェース２６には、キーボード等の入力装置２７とＣＲＴ等の表示装置２８が接続されている。
版胴用サーボコントローラ２３１〜２３６および冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６は、各印刷ユニット２１〜２６に設けられているすべてのサーボモータ１０１〜１０６、１１１〜１１６に対して設けられている。
【００１７】
ＤＳＰ部２１は、図示していない印刷部制御回路から運転指令、速度指令を与えられると、各版胴用サーボコントローラ２３１〜２３６へ、同時にかつそれぞれ単独の位置指令（回転角）信号を与えるようになっている。
版胴サーボアンプ３０１〜３０６は、指令に対応した駆動信号を版胴７駆動用のサーボモータ１０１〜１０６に出力し、エンコーダ１２１〜１２６によるフィードバック信号を制御回路（サーボコントローラ）２３１〜２３６へ入力する。
【００１８】
版胴用サーボコントローラ２３１〜２３６は、固定周期（サーボ系サンプリング周期）の位置ループ３２１〜３２６を構成し、各サーボ系を制御するソフトウェア・サーボ機能を持っている。
【００１９】
ＤＳＰ部２１は、定速運転時には速度指令に応じた時間間隔を維持し、位置指令信号を連続して各サーボコントローラ２３１〜２３６および２４１〜２４６へ発信する。このとき、ＤＳＰ部２１のソフトウェア同期により各版胴７および冷却ローラ１７の同期性を維持するようになっている。
加速時、減速時には所定の目標角加速度による加速時間、減速時間に従った変化率を維持しつつ位置指令信号を連続して発生し、すなわち、ＤＳＰ部２１のソフトウェア同期により各版胴７および冷却ローラ１７の同期性を維持する。
【００２０】
なお、テンション制御部２５は、サーボアンプ３０１〜３０６への指令信号発生に同期した、ＤＳＰ部２１からの速度信号により同期駆動される。このテンション制御部２５は、エアダンサーによりテンションを制御するものであり、巻き出し部３、インフィード部４、アウトフィード部５および巻き取り部６に駆動信号を送り、巻き出し部３の駆動モータとインフィード部４の駆動モータとの速度差、および、アウトフィード部５の駆動モータと巻き取り部６の駆動モータとの速度差によってウェブＷのテンション制御を行うようになっている。
【００２１】
ウェブＷが各印刷ユニット２１〜２６に通される際から（印刷、非印刷に関わらず）、ＤＳＰ部２１は各版胴用サーボコントローラ２３１〜２３６に与えている位置指令（回転角）信号を、各版胴７に対応している冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６に与える。このとき、ＤＳＰ部２１は冷却ローラ径、冷却ローラ／冷却ローラサーボモータ間変速比、版胴径，版胴／版胴サーボモータ間変速比および入力装置または印刷機を制御する印刷機制御装置からの版胴径情報により冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６への位置指令（回転角）を演算し、位置指令信号を連続して冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６に与える。
【００２２】
加減速時には、ＤＳＰ部２１は所定の加減速時間に従った変化率を維持しつつ位置指令信号を連続して冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６に与えるようになっている。すなわち、定速運転、加減速運転時等すべての運転状態において、ＤＳＰ部２１のソフトウエア同期により、各版胴７と冷却ローラ１７との同期性を維持する。
【００２３】
ＤＳＰ部２１での各版胴サーボコントローラ２３１〜２３６への位置指令（回転角）から冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６への位置指令（回転角）への演算は、予め設定されている冷却ローラ径、冷却ローラ／冷却ローラサーボモータ間変速比、版胴径、版胴／版胴サーボモータ間変速比および入力装置または印刷機を制御する印刷機制御装置からの版胴径情報により行われる。
ＤＣ  ：冷却ローラ径
ＧＣ  ：冷却ローラ／冷却ローラサーボモータ間変速比
ＮＭ  ：冷却ローラサーボモータ回転数
ＤＰ  ：版胴径
ＧＰ  ：版胴／版胴サーボモータ間変速比
Ｎ ：版胴サーボモータ回転数（＝版胴サーボモータ位置指令：単位時間
当たりの位置変化を与える指令）
Ｖ ：ウェブ速度
以上より、版胴周上での周速（ウェブ速度）は、
Ｖ＝Ｎ・ＧＰ・ＤＰ・π      （１）
また、冷却ローラ上でのウェブの周速も、版胴上でのウェブの速度と同速であるので、
Ｖ＝ＮＭ・ＧＣ・ＤＣ・π      （２）
よって、（１）、（２）式より、
ＮＭ＝Ｎ・（ＧＰ・ＤＰ／ＧＣ・ＤＣ）
これより版胴サーボコントローラに与える位置指令（回転角）信号から、「ＮＭ」となる位置指令（回転角）信号（単位時間当たりの位置変化を与える指令）を冷却ローラ用サーボコントローラ２４１〜２４６に与えればよいことになる。
【００２４】
図３に示すように、冷却ローラ１７は、印刷ユニット２１等のフレーム１９に取り付けられており、その一端には、冷却ローラ駆動用サーボモータ１１１等が設けられ、さらに、サーボモータ１１１等にはエンコーダ１３１等が取り付けられている。また、冷却ローラ１７の他端には、取り付け部材１６を介して給水管１４および排水管１５が設けられている。従って、冷却ローラ１７は、給水管１４からの給水により冷却されるようになっている。印刷後、乾燥装置により乾燥させられたウェブＷは、ガイドローラ９にガイドされて冷却ローラ１７の表面に沿って走行するうちに冷却され、次の印刷ユニット等に送られる。
【００２５】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
▲１▼冷却ローラ１７に設けた冷却ローラ駆動用サーボモータ１１１等により、冷却ローラ１７が版胴７の周速に同期駆動される。その状態で冷却ローラ１７にウェブＷが接触するので、冷却ローラ１７とウェブＷとの接触による摩擦力が低下し、ウェブＷには冷却ローラ１７を駆動させるための負荷が加わらない。従って、ウェブ面に印刷されているインキが剥がれたり、ウェブが傷ついたりするということがなくなり、印刷品質が向上し、かつ、生産効率の向上を図れるようになるという効果がある。
【００２６】
▲２▼ウェブテンションに冷却ローラによるロスが加わらないので、ウェブテンションが安定し、印刷見当の変動もなくなり、その結果、印刷品質が向上し、かつ、生産効率の向上を図れるようになる。
▲３▼各印刷ユニット２１〜２６ごとに設けられた版胴駆動用サーボモータ１０１〜１０６および冷却ローラ駆動用サーボモータ１１１〜１１６を、ＤＳＰ部２１で一括して管理できるので、制御が容易となる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次に示すような変形形態も含むものである。
例えば、本実施形態においては、複数のガイドローラ９は回転フリーの状態で設けられており、ウェブＷの移動に連れ回りするようになっているが、これらのガイドローラ９も単独で回転できるようにし、かつ、版胴７および冷却ローラ１７の周速と同期させるようにしてもよい。この場合、ガイドローラ９と版胴７、またはガイドローラ９と冷却ローラ１７とを連結し、版胴７または冷却ローラ１７の駆動源をガイドローラ９の駆動源としてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の輪転印刷機によれば、冷却ローラに設けた冷却ローラ用駆動手段により、冷却ローラが版胴の周速に同期駆動される。その状態で冷却ローラにウェブが接触するので、冷却ローラとウェブとの接触による摩擦力が低下する。従って、ウェブには冷却ローラを駆動させるための負荷が加わらないので、ウェブ面に印刷されているインキが剥がれたり、ウェブが傷ついたりするということがなくなる。また、ウェブテンションに冷却ローラによるロスが加わらないので、ウェブテンションが安定し、印刷見当の変動もなくなり、その結果、印刷品質が向上し、かつ、生産効率の向上を図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るグラビア印刷機を示す全体構成図である。
【図２】本実施形態の輪転印刷機の制御系を示すブロック線図である。
【図３】本実施形態の冷却ローラ部を示す正面図である。
【符号の説明】
１  輪転印刷機
２１〜２６  印刷ユニット
７  版胴
８  圧胴
９  ガイドローラ
１０１〜１０６  版胴用サーボモータ
１１１〜１１６  冷却ローラ用サーボモータ
１２１〜１２６、１３１〜１３６  エンコーダ
１７  冷却ローラ
２０  駆動制御装置
２１  ＤＳＰ部（デジタルシグナルプロセッサ）
２２  メモリ部
２３１〜２３６  版胴用サーボコントローラ
２４１〜２４６  冷却ローラ用サーボコントローラ
２５  テンション制御部
３０１〜３０６  版胴用サーボアンプ
３１１〜３１６  冷却ローラ用サーボアンプ
３２１〜３２６  版胴用位置ループ
３３１〜３３６  冷却ローラ用位置ループ
【図１】
0003585718.tif 000002
【図２】
0003585718.tif 000003
【図３】
0003585718.tif 000004