(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の版胴の間に１つ以上のフリーロールが配設されているグラビア印刷機の制御方法において、
印刷基材の加減速に際し、各版胴においては当該版胴に入る印刷基材の印刷速度とその加速度との第１の乗算値を算出し、更に該第１の乗算値に印刷基材の伸び率を乗算すると共に、フリーロールの配置と該フリーロールの慣性モーメントによる搬送ライン固有の定数を乗算して第２の乗算値を算出し、該第２の乗算値で当該版胴の入り側のパス長を調整することにより、印刷基材の加減速時に版胴に入る印刷基材の張力変動を抑制して見当誤差の発生を防止するようにしたことを特徴とするグラビア印刷機の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の制御方法において、当該グラビア印刷機がセクショナルドライブ型である場合、前記第２の乗算値を当該版胴の版周長で除算した値で当該版胴の角度補正を行うことを特徴とするグラビア印刷機の制御方法。
【請求項３】
請求項１あるいは２記載の制御方法において、前記加減速終了時にはフリーロール入り側のパス長を前記印刷速度で除算して得られる時定数に基づいて前記パス長の調整量または前記版胴の補正角度を０に戻すことを特徴とするグラビア印刷機の制御方法。
【請求項４】
請求項２あるいは３記載の制御方法において、各版胴がそれぞれその相対角度を操作して加減速時の補正を行い、ある段の補正動作が次段の補正動作に干渉するのを防ぐために、ある段の補正角度を次段の版胴にカスケードで加算してゆくことにより、全色が協調して補正動作を行うことを特徴とするグラビア印刷機の制御方法。
【請求項５】
複数の版胴の間に１つ以上のフリーロールが配設されているグラビア印刷機の制御装置において、
各版胴において当該版胴に入る印刷基材の印刷速度からその加速度を算出する加速度検出手段と、前記印刷速度と算出された加速度とを乗算する第１の乗算手段と、該第１の乗算手段の乗算結果に印刷基材の伸び率を乗算すると共に、フリーロールの配置と該フリーロールの慣性モーメントによる搬送ライン固有の定数を乗算する第２の乗算手段とを備え、該第２の乗算手段の乗算結果で当該版胴の入り側のパス長を調整することにより、印刷基材の加減速に際し、当該版胴に入る印刷基材の張力変動を抑制して見当誤差の発生を防止するようにしたことを特徴とするグラビア印刷機の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の制御装置において、当該グラビア印刷機がセクショナルドライブ型である場合、更に前記パス長の調整量を当該版胴の版周長で除算する除算手段を備えることにより、該除算手段の除算結果で当該版胴の角度補正を行うことを特徴とするグラビア印刷機の制御装置。
【請求項７】
請求項５あるいは６記載の制御装置において、更に、フリーロール入り側のパス長を前記印刷速度で除算して時定数を算出する時定数算出手段と、前記加減速終了時に、算出された時定数に基づいて前記パス長の調整量または前記版胴の補正角度を０に戻す一次遅れフィルタ手段とを備えることを特徴とするグラビア印刷機の制御装置。
【請求項８】
請求項６あるいは７記載の制御装置において、各版胴がそれぞれその相対角度を操作して加減速時の補正を行い、ある段の補正動作が次段の補正動作に干渉するのを防ぐために、ある段の補正角度を次段の版胴にカスケードで加算する手段を備えることにより、全色が協調して補正動作を行うことを特徴とするグラビア印刷機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はグラビア印刷機の制御方法及び制御装置に関し、特に加減速時の見当誤差の発生を防止するための制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照して、３色刷りの場合のグラビア印刷機について簡単に説明する。図１０において、グラビア印刷機は３段の印刷ユニット１１０、１２０、１３０により構成される。印刷ユニット１１０は版胴１１１と圧胴１１２とを備える他、多数のフリーロール１１３を備える。同様に、印刷ユニット１２０、１３０もそれぞれ版胴１２１、１３１、圧胴１２２、１３２を備える他、多数のフリーロール１２３、１３３を備える。
【０００３】
図示しない印刷基材送り出しユニットから送り出される印刷基材１００は、入り側のフリーロール１１３を経て１色目の印刷ユニット１１０に入り１色目の絵柄が印刷される。１色目の絵柄が印刷された印刷基材１００は、フリーロールを経て２色目の印刷ユニット１２０に入り２色目の絵柄が印刷される。同様にして、２色目の絵柄が印刷された印刷基材１００は、３色目の印刷ユニット１３０において３色目の絵柄が印刷される。この後、印刷基材１００は、図示しない巻き取りユニットに巻き取られる。
【０００４】
周知のように、グラビア印刷機では、印刷ずれを補正するために、各印刷ユニットにおいて各色の絵柄を印刷すると同時に、印刷ずれを検出するための見当マークを各色毎に絵柄の余白部に等間隔で印刷する。そして、２色目以降の印刷ユニット１２０、１３０の出側にはそれぞれ、印刷された見当マークを検出するための見当マーク検出器１２４、１３４が設けられる。これらの見当マーク検出器１２４、１３４の出力は見当ずれ補正装置１２５、１３５に送られる。見当ずれ補正装置１２５、１３５はそれぞれ、見当マークのずれ量を判別する。
【０００５】
ところで、この種のグラビア印刷機は、複数段の印刷ユニットの版胴をモータ駆動による１本のラインシャフトで共通に駆動する、いわゆるラインシャフト型と、複数段の印刷ユニットの版胴を印刷ユニット毎に設けられたモータで個別に駆動する、いわゆるセクショナルドライブ型とに大別される。
【０００６】
見当ずれの補正は、上記の２つのタイプによっても異なるが、図１０では２色目、３色目の入り側にそれぞれ、補正ロール１２６、１３６を設け、見当ずれ補正装置１２５、１３５がそれぞれ、判別したずれ量に応じて補正ロール１２６、１３６の位置を上下方向に調整して印刷ユニットの入り側のパス長を変えることにより行う場合について示している。これは、ラインシャフト型のグラビア印刷機において多く用いられている。
【０００７】
一方、セクショナルドライブ型の場合には、版胴が個別に駆動されることを利用して、判別したずれ量に応じて版胴の回転速度を制御することにより見当ずれの補正を行うようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、グラビア印刷機は版胴に入る印刷基材の張力が印刷見当に直接影響する。しかし、図１０からも明らかなように、グラビア印刷機は駆動ロールである版胴間のフリーロール数が多く、印刷速度（印刷基材の搬送速度）を加速あるいは減速（以下、これを加減速と総称する）させるとフリーロールの慣性モーメントによって版胴に入る印刷基材の張力が変化する。この張力の変動によって印刷基材が伸び縮みして見当誤差発生の原因となる。
【０００９】
これに対し、これまでのグラビア印刷機の制御では、印刷速度を加減速した場合にも見当マークにより見当ずれの有無を判別し、見当ずれが生じている場合に、上記のような見当ずれ補正動作により見当ずれを補正するようにしている。言い換えれば、見当ずれが発生してから見当ずれの補正が行われており、見当ずれが発生してから補正される間の印刷基材は使用できず、無駄になってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、印刷速度の加減速に伴う見当誤差の発生を防止することのできるグラビア印刷機の制御方法及び制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の版胴の間に１つ以上のフリーロールが配設されているグラビア印刷機の制御方法において、印刷基材の加減速に際し、各版胴においては当該版胴に入る印刷基材の印刷速度とその加速度との第１の乗算値を算出し、更に該第１の乗算値に印刷基材の伸び率を乗算すると共に、フリーロールの配置と該フリーロールの慣性モーメントによる搬送ライン固有の定数を乗算して第２の乗算値を算出し、該第２の乗算値で当該版胴の入り側のパス長を調整することにより、印刷基材の加減速時に版胴に入る印刷基材の張力変動を抑制して見当誤差の発生を防止するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本制御方法においては、当該グラビア印刷機がセクショナルドライブ型である場合には、前記第２の乗算値を当該版胴の版周長で除算した値で当該版胴の角度補正を行う。
【００１３】
本制御方法においてはまた、前記加減速終了時にはフリーロール入り側のパス長を前記印刷速度で除算して得られる時定数に基づいて前記パス長の調整量または前記版胴の補正角度を０に戻すようにすることが好ましい。
【００１４】
本制御方法においては更に、各版胴がそれぞれその相対角度を操作して加減速時の補正を行い、ある段の補正動作が次段の補正動作に干渉するのを防ぐために、ある段の補正角度を次段の版胴にカスケードで加算してゆくことにより、全色が協調して補正動作を行うことが好ましい。
【００１５】
本発明によればまた、駆動ロールとしての複数の版胴の間に１つ以上のフリーロールが配設されているグラビア印刷機の制御装置において、各版胴において当該版胴に入る印刷基材の印刷速度からその加速度を算出する加速度検出手段と、前記印刷速度と算出された加速度とを乗算する第１の乗算手段と、該第１の乗算手段の乗算結果に印刷基材の伸び率を乗算すると共に、フリーロールの配置と該フリーロールの慣性モーメントによる搬送ライン固有の定数を乗算する第２の乗算手段とを備え、該第２の乗算手段の乗算結果で当該版胴の入り側のパス長を調整することにより、印刷基材の加減速に際し、当該版胴に入る印刷基材の張力変動を抑制して見当誤差を軽減するようにしたことを特徴とするグラビア印刷機の制御装置が提供される。
【００１６】
本制御装置においては、当該グラビア印刷機がセクショナルドライブ型である場合には、更に前記パス長の調整量を当該版胴の版周長で除算する除算手段を備えることにより、該除算手段の除算結果で当該版胴の角度補正を行う。
【００１７】
本制御装置においては、更に、フリーロール入り側のパス長を前記印刷速度で除算して時定数を算出する時定数算出手段と、前記加減速終了時に、算出された時定数に基づいて前記パス長の調整量または前記版胴の補正角度を０に戻す一次遅れフィルタ手段とを備えるようにされる。
【００１８】
本制御装置においては更に、各版胴がそれぞれその相対角度を操作して加減速時の補正を行い、ある段の補正動作が次段の補正動作に干渉するのを防ぐために、ある段の補正角度を次段の版胴にカスケードで加算する手段を備えることにより、全色が協調して補正動作を行うことが好ましい。
【００１９】
【作用】
本発明においては、印刷速度の加減速時に版胴の入り側のパス長を操作することにより、版胴に入る印刷基材の張力を一定にして見当誤差の発生を抑制する。また、版胴がセクショナルドライブ化されていれば、各版胴の相対位相を任意に可変とすることができるので、加減速の際に相対位相を操作して結果的に入り側のパス長を操作したのと同様の効果を得ることができる。
【００２０】
入り側のパス長の補正量は、印刷基材の印刷速度にその加速度を乗算し、これにフリーロールの慣性モーメントと配置によるライン構成固有の定数、及び印刷基材の伸び率を乗算して得ることができる。
【００２１】
また、加減速の終了時は、補正量にパス長と印刷基材の印刷速度から成るライン構成固有の時定数を与え、加減速の終了時点から緩やかに補正量を減らして定常状態の位相に戻す。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜図９を参照して、本発明による制御方法の実施の形態について説明する。はじめに、図６を参照してグラビア印刷機の基本モデルについて説明する。ここでも３段の印刷ユニットから成り、各段には駆動ロールとしての版胴と、圧胴とが備えられる場合を示している。
【００２３】
図６において、隣り合う版胴間のフリーロールの慣性モーメントを１色−２色間、２色−３色間でそれぞれＪ１、Ｊ２で表す。ここで、各版胴が同時に加速すると、版胴間の慣性モーメントＪ１、Ｊ２によって版胴出側のパス長Ｌ１１、Ｌ２１の印刷基材の張力が減少（減速時は増加）し、逆に版胴入り側のパス長Ｌ１２、Ｌ２２の印刷基材の張力は増加（減速時は減少）する。このような版胴入り側の印刷基材の張力変動により見当誤差が発生する。尚、図６において、ｖは印刷速度（つまり、印刷基材の搬送速度）、αは加速度、Ｔは張力をそれぞれ表す。
【００２４】
次に、図７において、定速度状態の版胴間の印刷基材の張力をＴ０とする。印刷基材を加減速させることによりフリーロールの前後で張力差Ｔｄが生じ、この張力差Ｔｄによってフリーロールは加減速する。
【００２５】
加減速時のフリーロール出側の張力変動を抑えるためには、図８に示すように、フリーロールと次段の版胴のパス長Ｌ２に調整量（補正量）Ｌｍを加えることにより、フリーロールと次段の版胴間の張力を定速度状態のＴ０に維持すれば良く、その結果、見当誤差の発生を抑制することができる。
【００２６】
つまり、図１０で説明したような補正ロールを備えたグラビア印刷機の場合には補正ロールを制御して上記パス長Ｌｍの補正を行えば良い。
【００２７】
一方、セクショナルドライブ型のグラビア印刷機においては、図９に示すように、加減速時におけるフリーロールと次段の版胴のパス長の調整を、次段の版胴の相対位相、つまり版胴周囲の位置をＬｍだけ動かすことによって実現することができる。
【００２８】
加減速中のフリーロールと次段の版胴間のパス長の調整量Ｌｍは、フリーロール出側の張力をＴ０で一定とおくと、加速度α、印刷速度ｖ、印刷基材の伸び率Ｋｅ、フリーロールの慣性モーメントＪに比例し、フリーロールと版胴間のパス長Ｌ２に反比例する。
【００２９】
また、セクショナルドライブ型の版胴においては、版胴の位相を補正するので、補正角度θは版周長に反比例した調整量となる。
【００３０】
尚、これまで表したパス長Ｌ１、Ｌ２は隣り合う版胴間のフリーロールを１つの慣性モーメントＪにモデル化したものであるが、実際には複数のフリーロールが存在して加減速時に印刷基材に作用している。そこで、上記の各変数のうち、パス長Ｌとフリーロールの慣性モーメントＪは搬送ライン固有の定数として、実機にあわせて乗数Ｋｔを設定する。
【００３１】
図１は、上記のような補正を実現するための制御系を示している。つまり、図１０で説明したような補正ロールを備えているグラビア印刷機の場合には、印刷基材の印刷速度ｖに、印刷速度ｖを微分器（加速度検出手段）１０で微分して得られる加速度αを第１の乗算器（第１の乗算手段）１１で乗算し、この乗算結果に印刷基材の伸び率Ｋｅを第２の乗算器１２で乗算すると共に、搬送ライン固有の乗数Ｋｔを第３の乗算器１３で乗算した値で補正ロールを制御してパス長の調整量Ｌｍを実現する。勿論、第２の乗算器１２、第３の乗算器１３の配置関係は図１と逆の関係でも良く、これらは第２の乗算手段として１つにまとめられても良い。
【００３２】
一方、セクショナルドライブ型のグラビア印刷機の場合には、図１に破線で囲まれた除算器１４が付加され、上記のパス長の調整量Ｌｍを版胴の版周長で除算した値で版胴の駆動モータを制御して補正角度θを実現する。
【００３３】
上記のような制御系を構成するために、いずれのタイプのグラビア印刷機の場合も、駆動モータや版胴等の回転部分、あるいは印刷基材そのものの速度を印刷速度ｖとして検出するための速度センサが設けられる。勿論、本発明では見当マーク検出器の信号は用いられない。
【００３４】
次に、図２を参照して、印刷速度の加減速終了時は、フリーロール入り側の張力を（Ｔ０−Ｔｄ）からＴ０へ戻さなければならないが、印刷基材の張力Ｔはパス長Ｌ１を印刷基材の印刷速度ｖで除算した時定数の一次遅れ特性をもっている。そこで、加減速終了時は、パス長調整量Ｌｍあるいは版胴の補正角度θは一次遅れ特性に合わせて０に戻してゆく必要がある。
【００３５】
図３は、加速時及び加速終了後の印刷速度ｖと、パス長Ｌ１部分の印刷基材の張力Ｔと、パス長調整量Ｌｍ及び版胴の補正角度θとの関係を時系列的に示す。
【００３６】
図４は、上記のような一時遅れ特性に合わせた加減速終了後の動作を、一次遅れフィルタ２０を含む構成で実現するための制御系を示す。この制御系は図１に示された制御系の出力側に接続される。補正ロールによりパス長調整量Ｌｍを補正するタイプのグラビア印刷機の場合には、図４の除算器１４は削除されることは言うまでも無い。
【００３７】
図４において、フリーロール入り側のパス長Ｌ１もモデル化されたものなので、一次遅れ時定数を決める比例項は実機に合わせた設定となる。パス長Ｌ１を除算器２１により印刷基材の印刷速度ｖで除算して加減速終了時の時定数Ｔ２とする。加減速中は時定数を０としてパス長調整量Ｌｍ（または補正角度θ）をそのままパス長（または版胴角度）の加算量とし、加減速終了時には時定数を０からＴ２に切り換えて一次遅れフィルタ２０により図３に示したような一次遅れのカーブで補正量を０にして、定常時の元の位相に戻してゆく。
【００３８】
尚、上記の切換えは、一次遅れフィルタ２０に時定数０を与えるラインと、時定数Ｔ２を与えるラインとを設け、時定数０のラインと時定数Ｔ２のラインにそれぞれスイッチＳ１、Ｓ２を設けることで実現される。加減速開始、終了はグラビア印刷機の主制御装置からの指令信号で規定されるので、通常はスイッチＳ１オン、スイッチＳ２オフとし、加減速終了を示す指令信号で所定時間だけスイッチＳ１オフ、スイッチＳ２オンとされる。
【００３９】
ところで、セクショナルドライブ型のグラビア印刷機では、各版胴で相対位相角度を操作した場合、版胴の出側では入り側とは逆の補正が加わり、次段の印刷基材の張力に直接干渉してしまう。
【００４０】
そこで、本形態では、図５に示すように、前段の加減速補償量は次段の補償量に加算し、その加算結果をまた次々段の補償量に加算していくといった具合にカスケードで補償量を加算していくようにしている。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明では印刷基材の加減速に際しては、見当マーク検出器の信号ではなく印刷基材の印刷速度そのものを用いてパス長あるいは版胴の角度を補正するようにしたことにより、見当誤差が発生してからではなく、見当誤差が発生する前の制御が可能である。従って、従来のように見当誤差が発生してからこれを補正するまでの無駄な印刷が行われることが無くなり、印刷基材の無駄な廃棄を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、印刷基材の加減速時のための制御系を示したブロック図である。
【図２】加減速終了時のフリーロール入り側の印刷基材の張力の推移を説明するための図である。
【図３】加速時及び加速終了後の印刷速度と、フリーロール入り側のパス長部分の印刷基材の張力と、パス長調整量及び版胴の補正角度との関係を時系列的に示した図である。
【図４】本発明による、加減速終了後の動作のための制御系を示したブロック図である。
【図５】本発明においてセクショナルドライブ型のグラビア印刷機の場合に適用される、複数段の版胴の補正量のカスケード加算制御について説明するための図である。
【図６】グラビア印刷機の基本モデルについて説明するための図である。
【図７】図６の構成において印刷基材を加減速させた場合の印刷基材の張力変動について説明するための図である。
【図８】図７の状態から張力の変動を抑制するために必要な操作について説明するための図である。
【図９】図８と同様の張力変動の抑制を、セクショナルドライブ型のグラビア印刷機において実現する場合について説明するための図である。
【図１０】グラビア印刷機の一般的な構成を示した図である。
【符号の説明】
１０    微分器
１１〜１３    第１〜第３の乗算器
１４、２１    除算器
２０    一次遅れフィルタ
１１０、１２０、１３０    印刷ユニット
１１１、１２１、１３１    版胴
１１２、１２２、１３２    圧胴
１１３、１２３、１３３    フリーロール
１２４、１３４    見当マーク検出器
１２５、１３５    見当ずれ補正装置
１２６、１３６    補正ロール
【図１】
0004767457.tif 000002
【図２】
0004767457.tif 000003
【図３】
0004767457.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004767457.tif 000006
【図６】
0004767457.tif 000007
【図７】
0004767457.tif 000008
【図８】
0004767457.tif 000009
【図９】
0004767457.tif 000010
【図１０】
0004767457.tif 000011