(57)【要約】【課題】伸び易いウェブの印刷を、広幅のウェブで、適正な伸率で、高速かつ安定して行なえるようにする印刷機のクーリングローラ駆動方法の提供。【解決手段】乾燥ユニットの出口にクーリングローラを有するウェブの印刷機において、クーリングローラを印刷機のライン速度に対して１００％を超えるドロー比で駆動するようにしたクーリングローラ駆動方法。乾燥ユニットの入口におけるテンションが所定範囲となるようにドロー比をＰＩ制御するようにしたクーリングローラ駆動方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥ユニットの出口にクーリングローラを有するウェブの印刷機において、前記クーリングローラを前記印刷機のライン速度に対して１００％を超えるドロー比で駆動することを特徴とするクーリングローラ駆動方法。
【請求項２】
請求項１記載のクーリングローラ駆動方法において、前記乾燥ユニットの入口におけるテンションが所定範囲となるように前記ドロー比をＰＩ制御することを特徴とするクーリングローラ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印刷の技術分野に属する。特に、印刷機におけるクーリングローラの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
ポリエチレン等の伸び易い薄膜フィルムのウェブについては、印刷中における伸率を適正な範囲とするために、極めて小さいテンションで印刷することが望ましい。そこで、極めて小さいテンションで印刷することを可能とする専用の印刷機が使用されている。そのような従来の専用の印刷機の形態の１つとして、乾燥ユニットの出口にクーリングローラを配置し、そのクーリングローラをライン速度に同調させて駆動する方式の印刷機が存在する。従来においては、そのクーリングローラの駆動は、ロール回転抵抗に対し下支えする程度の、すなわちライン速度に対して９０％〜９５％の速度での駆動が行なわれている。その理由は、印刷機における通常のテンション制御システムや見当制御システムとの動作干渉による悪影響を避けるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのような専用の印刷機においても、極めて小さいテンションにおいては、運転条件の僅かな変動に対する悪影響が顕著である。たとえば、ガイドローラ等によるウェブの経路における走行抵抗が存在するために、ウェブの経路の一部分においてはウェブが弛み気味（ノーテンション）となり印刷見当が合わなくなることがある。特に、印刷速度を速くするほどその傾向は顕著となる。
【０００４】
そこで、テンションを少し高めに設定すると、ウェブにおけるポアソン比の不均衡によって絵柄幅方向の印刷見当が合い難くなる。当然、ウェブが広幅のときにはそのことが顕著となる。これを防止するためには、各印刷ユニットに使用する印刷版において横方向の絵柄幅を変える方法も提案されている。しかし、この管理は極めて難度が高い上に、主として温度の影響があって見当合せの精度が不十分となることが多い。
【０００５】
そこで、ウェブを狭幅として印刷が行なわれる。このとき、広幅の印刷機に狭幅のウェブを通すと、インフィードダンサーの慣性が相対的に大きくなり、これが、また、縦印刷見当の不安定要因となる。それを防止するために、第１印刷ユニット（最上流の印刷ユニット）に引っ張り印刷版を適用して、インフィードダンサーの影響を小さくする方法もあるが、印刷可能な色数が減ってしまうという問題がある。このような背景から、伸び易いウェブに対してグラビア印刷を行なうときには専用の、しかも狭幅の印刷機が使用されている。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、伸び易いウェブの印刷を、広幅のウェブで、適正な伸率で、高速かつ安定して行なうことができるようにする印刷機のクーリングローラ駆動方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、
本発明の請求項１に係るクーリングローラ駆動方法は、乾燥ユニットの出口にクーリングローラを有するウェブの印刷機において、前記クーリングローラを前記印刷機のライン速度に対して１００％を超えるドロー比で駆動するようにしたものである。本発明によれば、クーリングローラは印刷機のライン速度に対して１００％を超えるドロー比で駆動される。このクーリングローラの動作は、従来のウェブに引っ張られてクーリングローラが連れ回りする受動的な動作ではない。すなわち、クーリングローラがウェブを引っ張って積極的にウェブにテンションを付加する能動的な動作であって、これにより適正な制御が可能となる。したがって、伸び易いウェブの印刷を、広幅のウェブで、適正な伸率で、高速かつ安定して行なうことができるクーリングローラ駆動方法が提供される。
【０００８】
本発明の請求項２に係るクーリングローラ駆動方法は、請求項１に係るクーリングローラ駆動方法において、前記乾燥ユニットの入口におけるテンションが所定範囲となるように前記ドロー比をＰＩ制御するようにしたものである。乾燥ユニットの入口は、極めて小さいテンションにおいてはウェブが弛み気味（ノーテンション）となり易い経路の部分である。本発明によれば、その部分におけるテンションが所定範囲となるように制御されるから、ウェブが弛み印刷見当の不良が生じることがない。またその制御はＰＩ制御であって動作を穏やにすることができるから、他の制御システムと動作干渉することがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態を説明する。最初に、本発明のクーリングローラ駆動方法が適用される印刷機の構成の一例について図１を参照して説明する。図１において、１はインフィードローラ、２はインフィードダンサーローラ、３は第１圧胴、４は第１版胴、５は第１乾燥ユニット、６はクーリングローラ、７は第２圧胴、８は第２版胴、９は第２乾燥ユニット、１０は第２クーリングローラ、１１はアウトフィードダンサーローラ、１２はアウトフィードローラ、１００はウェブである。
【００１０】
給紙ユニット（図示せず）において、ウェブ１００はその巻取体から巻解かれて回転駆動されているインフィードローラ１によって引っ張られて移送される。インフィードローラ１の直後には、インフィードダンサローラ２が配置されていて、インフィードダンサローラ２の位置が一定となるようにインフィードローラ１の回転速度が制御される。この制御によって、ウェブ１００の供給量がライン速度に追従するとともにインフィードテンションが安定化する。
【００１１】
インフィードダンサローラ２を経由したウェブ１００は第１印刷ユニットの圧胴と版胴、すなわち第１圧胴３と第１版胴４にガイドローラによって案内される。第１版胴はラインシャフト等によって回転駆動されている。第１圧胴３により加圧されているときにはその回転駆動によりウェブ１００が引っ張られ移送されるとともに、印刷が行なわれる。
【００１２】
印刷が行なわれたウェブ１００は第１印刷ユニットの乾燥機、すなわち第１乾燥ユニット５において印刷されたインキの乾燥が行なわれる。第１乾燥ユニット５は、たとえば、熱風乾燥方式の乾燥ユニットである。この方式の乾燥ユニットにおいては、ガイドローラに背面を支持されたウェブ１００の表面に熱風を吹きかけて、印刷されたインキ被膜中に残留する有機溶剤等の揮発成分を飛ばして乾燥させる。
【００１３】
第１乾燥ユニット５を経由したウェブ１００は、第１印刷ユニットのクーリングローラ、すなわち第１乾燥ユニット５の出口に設けられている第１クーリングローラ６に移送され、その第１クーリングローラ６に巻付くことによって冷却される。本発明においては、第１クーリングローラ６は印刷機のライン速度（版胴の周速）に対して１００％を超えるドロー比で駆動されている（詳細を後述する）。
【００１４】
第１クーリングローラ６を経由したウェブ１００は、第２印刷ユニットの圧胴と版胴、すなわち第２圧胴７と第２版胴８にガイドローラによって案内される。第２版胴８はラインシャフト等によって回転駆動されている。第２圧胴７により加圧されているときにはその回転駆動によりウェブ１００が引っ張られ移送されるとともに印刷が行なわれる。
【００１５】
印刷が行なわれたウェブ１００は第２印刷ユニットの乾燥機、すなわち第２乾燥ユニット９において印刷されたインキの乾燥が行なわれる。第２乾燥ユニット９は、たとえば、第１乾燥ユニット５と同じの熱風乾燥方式の乾燥ユニットである。
【００１６】
第２乾燥ユニット９を経由したウェブ１００は、第２印刷ユニットのクーリングローラ、すなわち第２乾燥ユニット９の出口に設けられている第１クーリングローラ６に移送され、その第２クーリングローラ９に巻付くことによって冷却される。本発明においては、第２クーリングローラ９は印刷機のライン速度（版胴の周速）に対して１００％を超えるドロー比で駆動されている（詳細を後述する）。
【００１７】
第２クーリングローラ９を経由したウェブ１００は、さらにアウトフィードダンサーローラ１１を経由し、アウトフィードローラ１２にガイドローラによって案内される。アウトフィードローラ１２は回転駆動されており、アウトフィードローラ１２はウェブ１００を引っ張って移送する。
【００１８】
アウトフィードローラ１２の直前には、アウトフィードダンサーローラ１１が配置されていて、アウトフィードダンサーローラ１１の位置が一定となるようにアウトフィードローラ１２の回転速度が制御される。この制御によって、ウェブ１００の排出量がライン速度に追従するとともにアウトフィードテンションが安定化する。アウトフィードローラ１２から排出されるウェブ１００は、排紙ユニット（図示せず）において巻取体を形成する。
【００１９】
以上、本発明を適用する印刷機の構成の一例を説明した。次に、上述の印刷機に適用した一例に基づいて、本発明のクーリングローラ駆動方法について説明する。
ウェブ１００がポリエチレン等の伸び易い薄膜フィルムであるときに、そのウェブ１００の挙動は次のようになる。
インフィードローラ１から第１圧胴と第１版胴４までの経路においては、ウェブ１００のテンションはインフィードダンサローラ２によって安定化されている。ウェブ１００の温度も室温とほぼ一致しておりウェブ１００のテンションに対する伸率（ヤング率）も室温における伸率となっている。
【００２０】
次の第１乾燥ユニット５においては、ウェブ１００は温度上昇することになる。その結果、ウェブ１００が軟化し伸率が変化し伸び易くなっている。この状態においても、ウェブ１００の伸びを所定内に収めるためには、大きなテンションを掛けることができない。できるだけ小さなテンションで済ませることが望ましい。
【００２１】
しかし、ウェブ１００は、第１乾燥ユニット５において、そこに配置されている多数のガイドローラを回転させる力の反作用として回転抵抗を受けることになる。また、第１クーリングローラ６が駆動されていなければ、それを回転させる力の反作用として回転抵抗を受けることになる。また、第１クーリングローラ６から第２圧胴７と第２版胴８までに配置されているガイドローラを回転させる力の反作用として回転抵抗を受けることになる。
【００２２】
第１圧胴３と第１版胴４の出口から第２圧胴７と第２版胴８の入口までの経路に存在するウェブ１００を、第２圧胴７と第２版胴８だけによって引っ張って移送するためには、それらの回転抵抗の合計よりも大きなテンションを掛けて引っ張らなければならない。テンションが小さいときには、第１圧胴３と第１版胴４の出口におけるウェブ１００が弛みノーテンションとなる。その結果、挙動が不安定となり印刷見当不良等の悪影響が顕れる。
【００２３】
このような状況下において、本発明においては、第１クーリングローラ６は印刷機のライン速度に対して１００％を超えるドロー比で駆動される。すなわち、第１クーリングローラ６の周速は、版胴の周速に対して１００％を超える周速でで駆動される。この駆動は、インバータまたはベクトルインバータを使用する周知のモータ駆動技術を適用することができる。
【００２４】
このときの第１クーリングローラ６の動作は、ウェブ１００に引っ張られてクーリングローラが連れ回りする受動的な動作ではなくなる。第１クーリングローラがウェブ１００を引っ張って積極的にウェブ１００にテンションを付加する能動的な動作となる。その結果、すくなくとも第１クーリングローラ６から第２圧胴７と第２版胴８までに配置されているガイドローラを回転させる力の反作用としての回転抵抗をキャンセルすることができ、適正な制御が可能となる。
【００２５】
第１クーリングローラ６を印刷機のライン速度に対して１００％を超えるドロー比で駆動することを説明したが、どの程度のドロー比が適正であるかについては次のように考えることができる。すなわち、適正なドロー比は、第１乾燥ユニット５の入口におけるウェブ１００が弛みノーテンションとならないようにすることからドロー比の下限が決まる。また、できるだけ小さなテンションで済ませることから、または乾燥ユニットにおける軟化したウェブ１００の伸びを所定の範囲内とすることからドロー比の上限が決まる。
【００２６】
第１クーリングローラ６を駆動する好適な実施例としては、一般のＶ／Ｆ制御を行なうインバータにおいてはライン速度に対して１０３〜１１０％のドロー比が適用され、ベクトルインバータにおいては１０２〜１０５のドロー比が適用される。
なお、第２クーリングローラ１０については、その下流のウェブ１００の経路が異なっているものの基本的には第１クーリングローラ６についての上述の説明と同様であるから説明を省略する。
【００２７】
上述におけるドロー比を適正に設定する操作は、熟練したオペレータにとっては困難なことではない。しかし、オペレータが初心者である場合には、短時間に適正な設定を行なうことは必ずしも容易ではない。そこで、次に、ドロー比を自動制御する本発明のクーリングローラ駆動方法について図２を参照して説明する。図２において、図１と同一部分には同一符号（数字）を付けてあり、新たに付加されたものとして、２１，２３はテンション検出器、２４は第１コントローラ、２５は第２コントローラである。
【００２８】
テンション検出器２１は、第１乾燥ユニット５の入口におけるウェブ１００のテンションを検出してテンション値を出力する。
第１コントローラ２４は、そのテンション値を入力して目標値との誤差を演算し、さらにその誤差を小さくするような制御量を演算し出力する。
第１モータ２６のドライバー（インバータまたはベクトルインバータ）は、その制御量を入力して、第１モータ２６のライン速度に対する回転速度比を制御する。
第１クーリングローラ６は第１モータ２６によって回転駆動されているから、ドロー比が適正に制御される。
【００２９】
ここで制御方式としてＰＩＤ制御またはその変形またはその類似が適用され、好ましくはＰＩ制御またはサンプル値ＰＩ制御を適用する。その理由は、印刷機においては、見当自動制御システム、等の他の制御システムと動作干渉することがないようにするためである。比例動作（Ｐ）と積分動作（Ｉ）を主要動作とすることによって、制御の行き過ぎ量を抑制し制御性を改善することができる。微分動作（Ｄ）を行なうと制御の行き過ぎ量が抑制されず、他の制御システムとの動作干渉を起こし易く好ましくない。
【００３０】
なお、第２コントローラ２５による第２クーリングローラ１０の制御については、その下流のウェブ１００の経路が異なっているものの基本的には第１コントローラ２４による第１クーリングローラ６の制御についての上述の説明と同様であるから説明を省略する。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおりであるから、本発明の請求項１に係るクーリングローラ駆動方法によれば、伸び易いウェブの印刷を、広幅のウェブで、適正な伸率で、高速かつ安定して行なうことができるクーリングローラ駆動方法が提供される。
また本発明の請求項２に係るクーリングローラ駆動方法によれば、乾燥ユニットの入口におけるウェブが弛み印刷見当の不良が生じることがない。また他の制御システムと動作干渉することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクーリングローラ駆動方法が適用される印刷機の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明のクーリングローラ駆動方法（自動制御）が適用された印刷機の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  インフィードローラ
２  インフィードダンサーローラ
３  第１圧胴
４  第１版胴
５  第１乾燥ユニット
６  クーリングローラ
７  第２圧胴
８  第２版胴
９  第２乾燥ユニット
１０  第２クーリングローラ
１１  アウトフィードダンサーローラ
１２  アウトフィードローラ
２１，２３  テンション検出器
２４  第１コントローラ
２５  第２コントローラ
１００  ウェブ
【図１】
2004276557.tif 000003
【図２】
2004276557.tif 000004