(57)【要約】【課題】作業員による断裁ずれの調整負担を軽減することができる輪転印刷機を提供する。【解決手段】印刷速度を加速中のｔ０〜ｔ１の期間には、折胴に対するブランケット胴の位相を進行させる。印刷速度が一定のｔ１〜ｔ２の期間には、折胴に対するブランケット胴の位相を、ｔ１の時の状態を維持する。印刷速度が減速中のｔ２〜ｔ４の期間には、折胴に対するブランケット胴の位相の進み具合を低減する。そうすることにより、印刷速度によって変わるウェブの張力変動量を低減し、断裁ずれを抑制する。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するウェブに印刷を施す印刷装置と、印刷が施された前記ウェブを切断し折りたたむ折機と、前記印刷装置および前記折機のそれぞれを単独で駆動するモータとを備え、前記モータを同期して駆動させる駆動方式を採用した輪転印刷機の運転制御方法であって、
前記印刷装置による前記ウェブへの印刷速度を加速している期間には、前記印刷装置の動作を前記折機の動作よりも位相を進ませることを特徴とする輪転印刷機の運転制御方法。
【請求項２】
前記印刷速度を加速している期間には、前記印刷速度の状態に応じて前記位相を進ませる程度を定めることを特徴とする請求項１に記載の輪転印刷機の運転制御方法。
【請求項３】
前記加速している期間の後に前記印刷速度が一定に移行した場合には、
前記加速している期間の終了時における前記位相を維持することを特徴とする請求項１に記載の輪転印刷機の運転制御方法。
【請求項４】
前記印刷速度が一定である期間の後に前記印刷速度が減速に移行した場合には、
前記一定の期間の終了時における前記位相を進ませる程度を低減することを特徴とする請求項３に記載の輪転印刷機の運転制御方法。
【請求項５】
前記印刷速度を減速している期間には、前記印刷速度の状態に応じて前記位相を進ませる程度を定めることを特徴とする請求項４に記載の輪転印刷機の運転制御方法。
【請求項６】
走行するウェブに印刷を施す印刷装置と、
印刷が施された前記ウェブを切断し折りたたむ折機と、
前記印刷装置を駆動する第１のモータと、
前記折機を駆動する前記第１のモータとは異なる第２のモータと、
前記印刷装置の動作位置と前記折機の動作位置とを前記第１のモータおよび／または第２のモータを介して制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記印刷装置による前記ウェブへの印刷速度を加速している期間には、前記印刷装置の動作を前記折機の動作に対して位相を進ませるように前記第１のモータおよび／または第２のモータを制御し、
前記加速している期間の後に前記印刷速度が一定に移行した場合には、前記加速している期間の終了時における前記位相を維持するように前記第１のモータおよび／または第２のモータを制御し、
前記印刷速度が一定である期間の後に前記印刷速度が減速に移行した場合には、前記一定の期間の終了時における前記位相を進ませる程度を低減するように前記第１のモータおよび／または第２のモータを制御す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関し、特に裁断ずれを抑制することのできるシャフトレス輪転印刷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の輪転印刷機は、ライン上の各部をラインシャフトで連結し、一個或いは数個の駆動モータで連動するように回転させる方式が用いられていたが、この方式に変えて、最近の印刷機械では、ライン上の各部にそれぞれの単独駆動モータを設けて、これらの各駆動モータを同期して回転させる方式（つまり、シャフトレス方式、または単独駆動方式などと言われる駆動方式）が採用されるようになっている。
【０００３】
この方式では、各印刷ユニット（印刷装置）に各々一個の駆動モータ（単に、モータともいう）を設置している。また、各印刷ユニット内では、版胴、ブランケット胴およびインキローラとが歯車でつながっていて、これらを各駆動モータで回転駆動するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば新聞を輪転印刷機で印刷した場合に、裁断ずれを生ずることがある。新聞は、上下に所定の余白を設けて印刷が行われるが、何らかの原因でこの余白の寸法がずれることを裁断ずれと呼んでいる。
従来、この裁断ずれを調整するために、輪転印刷機は、コンペンセータを備えていた。コンペンセータは、複数のローラの組み合わせからなっており、印刷ユニットと折機の間のウェブ長を調整して、断裁ずれを抑制する。コンペンセータによるウェブ長の調整は、印刷結果に基づいて作業員が行っていたが、印刷中は常に定期的に調整を行う必要があり、オペレータの調整作業が多く必要であった。
【０００５】
そこで本発明は、作業員による断裁ずれの調整負担を軽減することのシャフトレス輪転印刷機の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
はじめに、本発明者らの検討によると、ラインシャフトにより印刷ユニット等を駆動していた従来の輪転印刷機に比べて、シャフトレス輪転印刷機においても、断裁ずれが発生する（場合によっては従来の輪転機より大きい場合もある）。したがって、シャフトレス輪転印刷機において、断裁ずれを抑制する意義は大きい。
また、シャフトレス輪転印刷機における断裁ずれの現象を観察した結果、以下のことを把握することができた。なお、以下でいうところの断裁量ｄとは、図５に示すように、所定の印刷領域ａの縁と用紙の縁ｅとの距離をいう。この断裁量ｄは、印刷過程において一定であることが望まれるが、現実には、種々の要因により、増減する。この増減が、断裁ずれである。印刷速度を加速している期間は、断裁量ｄは、徐々に小さくなる傾向にある。つまり、印刷速度を加速中は、印刷による絵柄がウェブの進行方向に対して徐々に遅れる。次に、加速が終了して印刷速度が一定になると、断裁量ｄは加速以前の値に近づくが、加速以前の値までは戻らない。さらに、一定速度から減速すると、徐々に裁断量ｄは大きくなる。つまり、印刷速度が減速中は、印刷による絵柄がウェブの進行方向に対して徐々に進む。印刷装置停止時には、加速前の断裁量ｄには戻らない状態となる。
【０００７】
以上の観察結果より、印刷速度が一定速度であっても、その速度が大きいほど断裁ずれの量が大きくなることから、印刷速度が一定であっても印刷速度が大きいと折機に入るウェブの張力（テンション）が定常的に高くなっているものと推定される。そこで、一定速度であっても印刷速度が高いほどウェブのテンションが高くなる原因について検討した。
ウェブにかかるテンションは、以下の式１により決定される。
【０００８】
【式１】
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【０００９】
ここで、Ｔ：テンション、ε：ウェブに生じている歪率、Ｅ：ウェブのヤング率、Ｓ：ウェブの断面積である。ただし、ウェブの供給部のテンションＴは印刷速度によらず一定でかつ印刷後のウェブを駆動するドラグローラの周速も固定値のため、ウェブに生じている歪率εは定常的に一定と判断される。また、ウェブの断面積Ｓの変化は微小のため、一定とみなして差し支えない。結局、ウェブのヤング率Ｅが印刷速度の上昇とともに定常的に上昇しているものと考えられる。
【００１０】
印刷後のウェブのヤング率Ｅが、印刷速度の上昇に伴って大きくなる原因について、本発明者は以下のように推測した。すなわち、ウェブのヤング率Ｅが印刷速度の上昇に伴って大きくなる主たる要因は、ウェブに対するインキおよび水の浸透速度にある。ウェブに印刷が施されると、ウェブにインキおよび水が浸透することにより、ウェブのヤング率Ｅは、インキおよび水が浸透していないウェブ（乾紙）に比べて低下する。４色を印刷すると、ウェブのヤング率Ｅは乾紙の約１／２程度になると言われている。図６は、ウェブのヤング率Ｅと印刷実施後の経過時間との関係を示すグラフである。図６に示すように、印刷実施前のウェブのヤング率をＥ０とする、印刷実施直後からウェブのヤング率は低下するが所定時間を経過すると、ウェブのヤング率はＥ１に一定する。このように、インキおよび水のウェブに対する浸透が完了するまでには過渡的な状態が存在する。そして、この状態におけるウェブのヤング率は、ヤング率Ｅ１より大きくなっている。
ここで、印刷速度が速くなればなるほど、ウェブのなかで印刷された部分が折機に到着するまでの時間が短くなる。そのために、ヤング率が前述した過渡的な状態にあるウェブが、全ウェブに占める割合が高くなり、結果としてウェブ全体のヤング率を高くするものと推測される。
【００１１】
そこで本発明では、従来のシャフトレス輪転印刷機では、印刷装置と折機との位置関係を加速あるいは定速時も含めて、常に一定に保っていたのに対して、印刷装置を、折機に対して、加速中は徐々に進ませ、定速中は進み量を維持し、減速すると徐々に進み量を減らすという新規なシャフトレス輪転印刷機の運転制御方法、あるいはシャフトレス輪転印刷機を提供する。
【００１２】
本発明による輪転印刷機の運転制御方法は、走行するウェブに印刷を施す印刷装置と、印刷が施された前記ウェブを切断し折りたたむ折機とを少なくとも含み、前記印刷装置および前記折機のそれぞれを単独で駆動するモータとを備え、前記モータを同期して回転させる駆動方式を採用した輪転印刷機の運転制御方法であって、前記印刷装置による前記ウェブへの印刷速度を加速している期間には、前記印刷装置の動作を前記折機の動作に対して位相を進ませることを特徴としている。
【００１３】
本発明の輪転印刷機の運転制御方法において、前記印刷速度を加速している期間には、前記印刷速度に応じて前記位相を進ませる程度を定めることが望ましい。例えば、印刷速度が連続的に速くなればその速度に応じて徐々に位相を進ませる程度を大きくする。
また本発明の輪転印刷機の運転制御方法において、前記加速している期間の後に前記印刷速度が一定に移行することがある。この場合には、印刷速度が一定の期間において、前記加速している期間の終了時における前記位相を維持することが望ましい。
さらに本発明の輪転印刷機の運転制御方法において、前記印刷速度が一定である期間の後に前記印刷速度が減速に移行する場合がある。この場合には、前記一定の期間の終了時における前記位相を進ませる程度を低減することが望ましい。そしてこの期間には、前記印刷速度に応じて前記位相を進ませる程度を定めることが望ましい。例えば、印刷速度が連続的に遅くなるのであればその速度に応じて徐々に位相を進ませる程度を低減する。
【００１４】
本発明では、以上の輪転印刷機の運転制御方法を実現することのできる輪転印刷機を提供する。この輪転印刷機は、走行するウェブに印刷を施す印刷装置と、印刷が施された前記ウェブを切断し折りたたむ折機と、前記印刷装置を駆動する第１のモータと、前記折機を駆動する前記第１のモータとは異なる第２のモータと、前記印刷装置の動作位置と前記折機の動作位置とを前記第１のモータおよび／または第２のモータを介して制御するコントローラとを備えている。そして、このコントローラは、前記印刷装置による前記ウェブへの印刷速度を加速している期間には、前記印刷装置の動作を前記折機の動作に対して位相を進ませるように前記第１のモータおよび／または第２のモータを制御し、前記加速している期間の後に前記印刷速度が一定に移行した場合には、前記加速している期間の終了時における前記位相を維持するように前記第１のモータおよび／または第２のモータを制御し、前記印刷速度が一定である期間の後に前記印刷速度が減速に移行した場合には、前記一定の期間の終了時における前記位相を進ませる程度を低減するように前記第１のモータおよび／または第２のモータを制御することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明による輪転印刷機およびその運転制御方法を実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態による輪転印刷機の構成を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態による輪転印刷機は、印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’と、折機１１と、案内装置としてのインフィードローラ３，３′及び中間ドラッグローラ８，８’，９，９’と、これらのそれぞれを単独駆動する各駆動モータＭ１〜Ｍ９，Ｍ１’〜Ｍ７’とを備え、各駆動モータＭ１〜Ｍ９，Ｍ１’〜Ｍ７’を同期して回転させる駆動方式が採用されている。印刷ユニット４，５，６および７で１つの印刷装置Ｔ１を構成し、また印刷ユニット４’，５’，６’および７’で１つの印刷装置Ｔ２を構成する。
この方式では、各印刷ユニット（印刷装置）４，５，６，７，４’，５’，６’，７’に各々一個の駆動モータ（単に、モータともいう）Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’，Ｍ５’を設置している。また、各印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’内では、版胴１３とブランケット胴１４と図示しないインキローラとが歯車でつながっていて、これらを各駆動モータＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ２’，Ｍ３’，Ｍ４’，Ｍ５’で回転駆動するようになっている。
【００１６】
巻取紙１，１’から繰り出されるウェブ１２，１２’は、対をなすブランケット胴１４，１４の相互間を走行するが、このウェブ１２，１２’にテンションを与える為に、巻取紙１，１’はブレーキ装置２，２’につなげられている。また、各印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’よりも上流には、任意に着脱できる紙押えローラ１６，１６’を持つ給紙部のインフィードローラ（案内装置）３，３’が備えられ、インフィードローラ３，３’はそれぞれ専用の駆動モータＭ１，Ｍ１’で回転駆動される。
【００１７】
各印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’よりも下流には、中間ドラッグローラ（案内装置）８，８’，９，９’が備えられ、中間ドラッグローラ８，８’，９，９’もそれぞれ単独の駆動モータＭ６，Ｍ６’，Ｍ７，Ｍ７’で回転駆動される。また、折機１１上部のドラッグローラ１０は駆動モータＭ８で回転駆動され、同様に折胴１５を有する折機１１も単独の駆動モータＭ９で回転駆動される。
【００１８】
印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’と折機１１とは、互いに同位相で回転するように、コントローラ１７により制御される。また、各ドラッグローラ８，９，１０，８’，９’は印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’のブランケット胴１４と適当な周速差を維持して、全体として印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’や折機１１と原則として同期して回転するようにコントローラ１７で制御される。
【００１９】
本実施の形態による輪転印刷機は、印刷速度が加速されている期間、印刷速度が減速されている期間および印刷速度が加速された期間に引き続く印刷速度が一定の期間において、印刷ユニット４，５，６，７，４’，５’，６’，７’や折機１１との位置関係を印刷速度に応じて制御する。
そのために、本実施の形態による輪転印刷機は、コントローラ１７は図２に示す断裁補正回路を備えている。
図２において、「指令値折機」とは、折機１１に対する位置指令値であって、折機１１を駆動するモータＭ９に供給される信号を意味する。また、「指令値Ｔ１（Ａスタック）」とは、印刷ユニット４に対する位置指令値であって、印刷ユニット４を駆動するモータＭ２に供給される信号を意味する。「指令値Ｔ１（Ｂスタック）」とは、印刷ユニット５に対する位置指令値であって、印刷ユニット５を駆動するモータＭ３に供給される信号を意味する。同様に、「指令値Ｔ１（Ｃスタック）」、「指令値Ｔ１（Ｄスタック）」は、各々、印刷ユニット６、印刷ユニット７に対する位置指令値である。本実施の形態による輪転印刷機は、Ｔ１およびＴ２と２つの印刷装置を備えているが、本発明において、印刷装置は２つに限定されない。１または３以上のｎ個の印刷装置を備えることができ、断裁補正回路は、ｎ個の印刷装置に対応するため、図２に示すように、印刷装置に対する指令値は、Ｔｎまで設けることができる。
【００２０】
次に、図２に示す断裁補正回路において、折機１１に対する指令値には、断裁補正が加わる。この断裁補正が断裁ずれを防止するための手段である。断裁補正における補正値Ｚ（ｎ）は、本実施の形態において、以下の式２により定められる。
【００２１】
【式２】
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【００２２】
ここで、ｎはｎ回目のスキャン、ＶＭ（ｎ）はｎスキャン目の印刷装置の速度、ＶＭ（ｎ−１）は（ｎ−１）スキャン目の印刷装置の速度を示している。また、上記式２における単位は、Ｚｎ（ｎ）がｍｍ、ＶＭ（ｎ）がｍｍ／ｍｓである。また、遅れ時間とは、印刷機加速，減速に伴い折機に対して、印刷部の位相進ませ量の傾きを規定するものであり大きな値を設定すれば補正量も大きくなる調整値である。
【００２３】
上記式２において、印刷装置の速度がＶＭ１（ｎ＝ｔ１）からＶＭ２（ｎ＝ｔ２）へ加速したときの補正値Ｚ（ｎ）は、以下の式３のとおりとなる。
【００２４】
【式３】
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【００２５】
上記式３からわかるように、ＶＭ（ｎ）＝ＶＭ（ｎ−１）、つまり印刷速度が加速または減速の期間には、補正値Ｚ（ｎ）が積算される。一方、ＶＭ（ｎ）＝ＶＭ（ｎ−１）、つまり印刷速度が一定値の期間には、補正値は従前の値に維持される。印刷速度の変動と補正値Ｚ（ｎ）との関係例を図４に示している。図４は、横軸が時間、縦軸が印刷速度（ＶＭ（ｎ））を示すグラフであり、印刷速度が、ｔ０からｔ１の期間は加速、ｔ１からｔ２までは一定速、ｔ２からｔ３までは減速という経過をたどっている。図４における（ａ）〜（ｄ）の符号が付された図は、折機１１の折胴１５の印刷装置Ｔ１、Ｔ２のブランケット胴１４の位置を模式的に示している。図４の（ａ）および（ｄ）のように、円内に描かれた線分が１２時の方向を指している場合、ブランケット胴１４と折胴１５の位置が一致していることを示している。また、図４の（ｂ）および（ｃ）は、ブランケット胴１４の動作が折胴１５の動作に対して位相が進んでいることを示している。
【００２６】
図４を経過を追って説明すると、印刷開始時（ｔ０）は、図４の（ａ）で示すように、ブランケット胴１４と折胴１５とは所定の同期した位置にある。この状態から、印刷速度が加速されると前述した式２による補正値Ｚ（ｎ）が積算されることになり、印刷開始（ｔ０）の状態からブランケット胴１４は徐々に位相が進む。これは、ブランケット胴１４と折胴１５との間のウェブの供給量が大きくなることを意味し、そのためにウェブに生ずる張力を減少する効果を生むことになる。
ｔ１を過ぎてｔ２までの期間は、印刷速度が一定に制御される。印刷速度が一定の期間は、前述のように補正値Ｚ（ｎ）が維持されるから、ｔ２の時点におけるブランケット胴１４と折胴１５との間の位相が維持される。
ｔ３を過ぎて印刷速度が減速しだすと、前記式２からわかるように、補正値Ｚ（ｎ）は減少するから、折胴１５に対するブランケット胴１４の位相は、進み量を減らすように折胴１５の動作を制御する。この制御は、ｔ４、つまり印刷が終了した時点で、ブランケット胴１４と折胴１５との位相関係がｔ０の状態に戻る。このように、印刷速度が減速するｔ３からｔ４までの期間は、折胴１５に対するブランケット胴１４の位相の進み量を減少させるので、この減少に応じてウェブに対する張力は増加する効果を生むことになる。
【００２７】
以上説明のように、本実施の形態による輪転印刷機は、印刷速度が加速状態にあるときは、その速度に応じて折胴１５に対するブランケット胴１４の位相を進めるように制御する。したがって、ブランケット胴１４と折胴１５とが同期している場合に印刷速度の上昇に伴なって生ずるウェブの張力の増加を抑制することができる。そのため、ウェブに生ず張力の増加により生ずる断裁ずれを抑制することができる。
また、印刷速度が加速した後に一定速度になった場合には、折胴１５に対するブランケット胴１４の位相の進み量を維持することにより、当該印刷速度に応じた張力をウェブに与えることができるため、この期間における断裁ずれの発生をも抑制することができる。
さらに、印刷速度が減少、つまり減速時には、折機１１に対するブランケット胴１４の位相の進み量を減少させることにより、当該速度に応じた張力をウェブに与えることができるため、この期間における断裁ずれの発生をも抑制することができる。
【００２８】
以上の実施の形態では、ブランケット胴１４と折胴１５との間の位相の関係を変動させるために、図２に示したように、折機１１に対して断裁補正を加える補正回路を設けた。しかし、本発明による輪転印刷機は、図３に示すように、指令値Ｔ１〜Ｔｎの各々に対して、断裁補正を加えることもできる。折機１１に対して断裁補正を加える形態では、１つの断裁補正回路を設けるだけで足りるから、制御が容易であるという利点がある。ただし、ウェブに生ずる張力が印刷装置によって相違するような場合には、断裁ずれを十分に抑制することができなくなる。図３に示した補正回路によれば、印刷装置Ｔ１〜Ｔｎごとに、折機１１との位置関係を調整することができるため、ウェブに生ずる張力が印刷装置Ｔ１〜Ｔｎによって相違するような場合にも有効である。図２または図３のいずれにするかは、実際に本発明を適用する輪転印刷機に応じて適宜定めればよい。もちろん、折胴１５および印刷装置Ｔ１〜Ｔｎの両者に裁断補正を行ってもよいことは言うまでもない。
【００２９】
また、以上の実施の形態においては、前記式２に基づいてブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を定めているが、本発明はブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を定める手法はこれに限定されない。例えば、コントローラ１７が、印刷速度と、ブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を記述するテーブルを備えるとともに、印刷速度を検知して当該印刷速度に対応したブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係をテーブルから参照して、その位相の関係になるように、折胴１５および／または印刷装置Ｔ１〜Ｔｎを制御することもできる。
【００３０】
さらに、以上の実施の形態においては、印刷速度の加速中または減速中に、ブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を連続的に変動させているが、例えば、ブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を段階的に変動させることをも許容する。コントローラ１７がテーブルを所有する形態の場合には、ブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を段階的に変動させることになろう。
【００３１】
さらにまた、本発明は、印刷速度に応じたブランケット胴１４と折胴１５との位相の関係を採用する限り、断裁ずれを抑制する他の手法を併用することも可能であるとともに、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、印刷装置の設置台数等の輪転印刷機における具体的な構成を適宜変更することができることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による輪転印刷機は、作業員による断裁ずれの調整負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による輪転印刷機の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態による輪転印刷機の断裁補正回路の構成例を示す図である。
【図３】本実施の形態による輪転印刷機の断裁補正回路の他の構成例を示す図である。
【図４】本実施の形態による輪転印刷機の印刷ユニットの動作位置と印刷速度との関係を示すグラフである。
【図５】断裁ずれを説明する図である。
【図６】ウェブのヤング率Ｅと印刷実施後の経過時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１’…巻取紙、２，２’…ブレーキ装置、３，３’…インフィードローラ、４，４’，５，５’，６，６’，７，７’…印刷ユニット、８，８’，９，９’…中間ドラッグローラ、１０…ドラッグローラ、１１…折機、１２，１２’…ウェブ、１３…版胴、１４…ブランケット胴、１５…折胴、１６，１６’…紙押えローラ、１７…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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