JP2017209794A - 多色刷印刷システムおよび制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェブの搬送速度の変化が見当ずれに与える影響を低減できる技術を提供する。【解決手段】多色刷印刷システムは、複数の版胴によりウェブに印刷する。多色刷印刷システムは、ウェブの搬送速度が変化しているか否かを判断する判断部５５と、判断部５５による判断結果に応じて、複数の版胴によりウェブに印刷される印刷パターンにずれが生じないよう複数の版胴を制御する見合わせ部５７と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、多色刷印刷システムおよび制御方法に関する。

ウェブの搬送路に沿って複数の印刷ユニットを設置し、各印刷ユニットに設けられた版胴を個別に回転駆動し、ウェブに順次印刷を施す多色刷印刷システムが知られている。多色刷印刷システムでは、ウェブに印刷された見当マークを検出し、その検出結果に基づき各版胴間で生じる印刷位置のずれ量（見当ずれ量）を算出し、見当ずれが修正されるよう版胴の駆動モータを制御する。

特開平０８−０５２８６５号公報

多色刷印刷システムでは、ウェブの搬送速度（すなわち印刷速度）を変化させると、版胴間のフリーロールの慣性モーメントによってウェブの張力が変動する。張力が変動すると、見当ずれが生じうる。

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェブの搬送速度の変化が見当ずれに与える影響を低減できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の多色刷印刷システムは、複数の版胴によりウェブに印刷する多色刷印刷システムであって、ウェブの搬送速度が変化しているか否かを判断する判断部と、判断部による判断結果に応じて、複数の版胴によりウェブに印刷される印刷パターンにずれが生じないよう複数の版胴を制御する見合わせ部と、を備える。

本発明の別の態様は、制御方法である。この方法は、複数の版胴によりウェブに印刷する多色刷印刷システムにおいて実行される方法であって、ウェブの搬送速度が変化しているか否かを判断するステップと、判断結果に応じて、複数の版胴によりウェブに印刷される印刷パターンにずれが生じないよう複数の版胴を制御するステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ウェブの搬送速度の変化が見当ずれに与える影響を低減できる。

実施形態に係る多色刷印刷システムの構成を示す図である。 図１の見当制御ユニットの機能および構成を示すブロック図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、工程には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１は、実施形態に係る多色刷印刷システム１００の構成を示す。多色刷印刷システム１００は、第１印刷ユニット１０Ａ、第２印刷ユニット１０Ｂ、第３印刷ユニット１０Ｃ、第４印刷ユニット１０Ｄ（以下、総称して「印刷ユニット１０」とも呼ぶ）と、複数のフリーロール２０と、見当制御ユニット３０と、を備える。

ウェブ２は、インフィードロール（不図示）により巻き出しロール（不図示）から巻き出され、フリーロール２０に案内されて所定の方向に搬送され、巻き取りロール（不図示）により巻き取られる。第１印刷ユニット１０Ａ、第２印刷ユニット１０Ｂ、第３印刷ユニット１０Ｃ、第４印刷ユニット１０Ｄは、ウェブ２の搬送方向に沿ってこの順に設置される。

第１印刷ユニット１０Ａは、版胴１１Ａと、圧胴１２Ａと、駆動モータ１３Ａと、を含む。圧胴１２Ａにより、ウェブ２に版胴１１Ａが圧接される。ウェブ２には版胴１１Ａに対応した色の印刷パターンおよび見当マークが印刷される。駆動モータ１３Ａは、版胴１１Ａを回転駆動する。

第２印刷ユニット１０Ｂは、版胴１１Ｂと、圧胴１２Ｂと、駆動モータ１３Ｂと、を含む。第３印刷ユニット１０Ｃは、版胴１１Ｃと、圧胴１２Ｃと、駆動モータ１３Ｃと、を含む。第４印刷ユニット１０Ｄは、版胴１１Ｄと、圧胴１２Ｄと、駆動モータ１３Ｄと、を含む。

版胴１１Ｂ、版胴１１Ｃ、版胴１１Ｄはそれぞれ、版胴１１Ａと同様に構成される。圧胴１２Ｂ、圧胴１２Ｃ、圧胴１２Ｄはそれぞれ、圧胴１２Ａと同様に構成される。駆動モータ１３Ｂ、駆動モータ１３Ｃ、駆動モータ１３Ｄはそれぞれ、駆動モータ１３Ａと同様に構成される。多色刷印刷システム１００は、各版胴が個別の駆動モータにより駆動される、セクショナルドライブ型の印刷システムである。

以下では、版胴１１Ａ、版胴１１Ｂ、版胴１１Ｃ、版胴１１Ｄを総称して版胴１１とも呼ぶ。また、圧胴１２Ａ、圧胴１２Ｂ、圧胴１２Ｃ、圧胴１２Ｄを総称して圧胴１２とも呼ぶ。また、駆動モータ１３Ａ、駆動モータ１３Ｂ、駆動モータ１３Ｃ、駆動モータ１３Ｄを総称して駆動モータ１３とも呼ぶ。また、第１印刷ユニット１０Ａ、第２印刷ユニット１０Ｂ、第３印刷ユニット１０Ｃ、第４印刷ユニット１０Ｄで印刷された見当マークを、それぞれ第１見当マーク、第２見当マーク、第３見当マーク、第４見当マークと呼ぶ。

見当制御ユニット３０は、マークセンサ４０Ｂ、マークセンサ４０Ｃ、マークセンサ４０Ｄ（以下、総称して「マークセンサ４０」とも呼ぶ）と、速度検出器４２と、複数の張力検出器４４と、制御装置５０と、を含む。

速度検出器４２は、ウェブ２の搬送速度（すなわち印刷速度）を所定の周期（例えば１秒周期）で検出する。なお、速度検出器４２は、インフィードロールの回転速度を検出することにより、ウェブ２の搬送速度を検出するものであってもよい。

複数の張力検出器４４は、各版胴間におけるウェブ２の張力を所定の周期（例えば１秒周期）で検出する。張力検出器としては差動変圧器やロードセルを用いたものが一般的であるが張力検出器は公知であるからここでは詳述しない。

マークセンサ４０Ｂは、第２印刷ユニット１０Ｂの下流側に設けられる。マークセンサ４０Ｂは、上流側の第１光検出素子Ｔ１と、下流側の第２光検出素子Ｔ２と、を有する。第１光検出素子Ｔ１と第２光検出素子Ｔ２とは、間隔Ｌで配置される。間隔Ｌは、見当ずれが生じていないときにおける第１見当マークと第２見当マークの距離に相当する。したがって、第１見当マークと第２見当マークとが正規の位置に間隔Ｌで印刷されていれば、第１光検出素子Ｔ１と第２光検出素子Ｔ２により実質的に同一のタイミングで検出される。

マークセンサ４０Ｃ、マークセンサ４０Ｄはそれぞれ、マークセンサ４０Ｂと同様に構成される。第２見当マークと第３見当マークとが正規の位置に間隔Ｌで印刷されていれば、マークセンサ４０Ｃの第１光検出素子Ｔ１と第２光検出素子Ｔ２により実質的に同一のタイミングで検出される。また、第３見当マークと第４見当マークとが正規の位置に間隔Ｌで印刷されていれば、マークセンサ４０Ｄの第１光検出素子Ｔ１と第２光検出素子Ｔ２により実質的に同一のタイミングで検出される。

図２は、制御装置５０の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。

制御装置５０は、見当マーク検出部５１と、見当ずれ量算出部５２と、加速度算出部５４と、判断部５５と、傾向予測部５６と、見合わせ部５７と、を含む。見当マーク検出部５１は、マークセンサ４０から出力される信号に基づいて、ウェブ２に付された見当マークを検出する。

見当ずれ量算出部５２には、見当マーク検出部５１による検出結果が入力される。見当ずれ量算出部５２は、この検出結果に基づき各印刷ユニット間の印刷位置のずれ量、すなわち見当ずれ量を算出する。具体的には、例えば、見当ずれが生じていないときの第１見当マークと第２見当マークは間隔Ｌで印刷される。また、上述したように、マークセンサ４０Ｂの第１光検出素子Ｔ１と第２光検出素子Ｔ２も間隔Ｌで配置される。したがって、見当ずれが生じていない場合、第１見当マークと第２見当マークは実質的に同一のタイミングで検出される。一方、見当ずれが生じている場合、第１見当マークと第２見当マークは異なるタイミングで検出される。見当ずれ量算出部５２は、この検出タイミングの差にウェブ２の搬送速度を乗じた値を見当ずれ量として算出する。

印刷速度を変更するために、インフィードロールの回転速度を加速または減速（以下、総称して「加減速」とも呼ぶ）させ、ウェブ２の搬送速度を加減速させることがある。加速度算出部５４は、速度検出器４２から得られるウェブ２の搬送速度を微分することにより、ウェブ２の搬送速度の加速度を算出する。

判断部５５は、ウェブ２の搬送速度が加減速しているか否か、すなわちウェブ２の搬送速度が変化しているか否か、を判断する。判断部５５は、加速度算出部５４により算出される加速度がプラス値の場合、ウェブ２の搬送速度が加速していると判断し、加速度算出部５４により算出される加速度がマイナス値の場合、ウェブ２の搬送速度が減速していると判断し、加速度算出部５４により算出される加速度が実質的にゼロの場合、ウェブ２の搬送速度が加速も減速もしていない（すなわち搬送速度が一定である）と判断する。

傾向予測部５６は、ウェブ２の搬送速度の変化の傾向を予測する。本実施の形態では、傾向予測部５６は、加速度算出部５４により算出される加速度の微分値を、予測値として算出する。

見合わせ部５７は、各印刷ユニット１０の各版胴１１によりウェブ２に印刷される印刷パターンにずれが生じないよう各版胴１１を制御する。

まず、見合わせ部５７は版胴の周長および各版胴間のパス長に基づいて、各版胴の初期位相を決定する。ここで、版胴１１Ａの印刷点Ｐから版胴１１Ｂの印刷点Ｐまでのパス長が版胴１１の周長の整数倍である場合、版胴１１Ａと版胴１１Ｂとが同位相であれば、これらの間で見当ずれは生じない。一方、整数倍でない場合、版胴１１Ａと版胴１１Ｂとを同位相にすると、パス長を周長で割った余り分だけ見当ずれが生じる。版胴１１Ｂと版胴１１Ｃ、版胴１１Ｃと版胴１１Ｄ、についても同様のことが言える。見合わせ部５７は、これらを考慮して、見当ずれが生じないように各版胴の初期位相を決定する。なお、初期位相を決定する技術は公知であるため、これ以上の説明は省略する。

また、見合わせ部５７は、印刷ユニット間で見当ずれが生じている場合、すなわち見当ずれ量算出部５２により見当ずれが算出された場合、その見当ずれを低減するよう版胴１１を制御する。

ここで、見当ずれを低減するべく版胴１１の位相を操作すると、その版胴１１の前後のウェブ２の張力が変動する。したがって、見当ずれを低減させるべく版胴１１の位相を操作すると、その後段に見当ずれを生じさせてしまう。例えば、第１印刷ユニット１０Ａと第２印刷ユニット１０Ｂとの間で見当ずれが生じている場合に第２印刷ユニット１０Ｂの版胴１１Ｂの位相を操作すると、版胴１１Ｂの前後のウェブ２の張力が変動し、その結果、第２印刷ユニット１０Ｂと第３印刷ユニット１０Ｃとの間に見当ずれを生じさせる。

したがって、見合わせ部５７は、いずれかの印刷ユニット間で見当ずれが生じている場合、その印刷ユニット間だけでなく、すべての印刷ユニットが協調して見当ずれを修正するように、各版胴１１を制御する。例えば、第１印刷ユニット１０Ａと第２印刷ユニット１０Ｂとの間で見当ずれが生じている場合、見合わせ部５７はまず、第１印刷ユニット１０Ａと第２印刷ユニット１０Ｂとの間の見当ずれ量を低減するべく版胴１１Ｂの駆動モータ１３Ｂに出力すべき制御信号を生成する。つづいて見合わせ部５７は、版胴１１Ｂの位相を操作することにより生じる張力変動によって第２印刷ユニット１０Ｂと第３印刷ユニット１０Ｃとの間で生じるであろう見当ずれ量を算出し、その見当ずれ量を低減するべく版胴１１Ｃの駆動モータ１３Ｃに出力すべき制御信号を生成する。さらに見合わせ部５７は、版胴１１Ｃの位相を操作することにより生じる張力変動によって第３印刷ユニット１０Ｃと第４印刷ユニット１０Ｄとの間で生じるであろう見当ずれ量を算出し、その見当ずれ量を低減するべく版胴１１Ｄの駆動モータ１３Ｄに出力すべき制御信号を生成する。見合わせ部５７は、このようにして生成された各制御信号を、各印刷ユニット１０の各駆動モータ１３に出力する。

つづいて、印刷速度を変更するべくウェブ２の搬送速度を加減速すると、フリーロール２０の慣性モーメントによって各版胴間におけるウェブ２の張力が変動する。一般に、張力が変動すると、見当ずれが生じうる。つまり、ウェブ２の搬送速度の加減速は、見当ずれの発生原因となる。

これに対し、見合わせ部５７は、判断部５５により加減速中であると判断された場合、加減速により各版胴間に生じるであろう張力変動を加速度に基づき推定（算出）し、推定された張力変動により生じるであろう見当ずれを推定（算出）する。そして、見合わせ部５７は、推定された見当ずれの発生を抑止するように、版胴１１の駆動モータ１３に出力するべき制御信号を生成する。つまり、見合わせ部５７は、判断部５５により加減速中であると判断された場合、加減速に起因する見当ずれが実際に生じて見当ずれ量算出部５２によって見当ずれ量が算出されてからその見当ずれ量を低減するべく各版胴１１を制御するのではなく、加減速に起因する見当ずれの発生を抑止するように駆動モータ１３に出力するべき制御信号を生成する。別の言い方をすると、見合わせ部５７は、判断部５５により加減速中であると判断された場合、加減速に起因する見当ずれが生じないようフィードフォワード制御する。

なお、見合わせ部５７は、好ましくは、傾向予測部５６からの予測値に基づいて、各駆動モータ１３に制御信号を出力するタイミングにおける加速度を推定（算出）する。見合わせ部５７は、加減速により各版胴間に生じるであろう張力変動を、この推定された加速度に基づき推定する。

以上説明した実施の形態に係る多色刷印刷システム１００によると、ウェブ２の搬送速度が加減速している否かが判断され、加減速している場合には、加減速による影響をも考慮して、各印刷ユニット１０の各版胴１１の位相が調整される。つまり、ウェブ２の搬送速度が加減速されることによる張力変動をも考慮して各印刷ユニット１０の各版胴１１の位相が調整される。これにより、ウェブ２の搬送速度を加減速した場合にすべての版胴間の見当ずれが収束するまでの時間を短縮できる。また、加減速している最中の見当ずれ量も低減される。

また、実施の形態に係る多色刷印刷システム１００によると、ウェブ２の搬送速度が変化している場合、傾向予測部５６からの予測値に基づいて、駆動モータ１３に制御信号を出力するタイミングにおける、すなわち版胴１１を制御するタイミングにおける加速度が推定される。そして、推定された加速度に基づいて、張力変動ひいては見当ずれ量が推定される。この場合、より的確な見当ずれ量を推定できるため、ウェブ２の搬送速度を加減速した場合にすべての版胴間の見当ずれが収束するまでの時間をより短縮できる。

以上、実施の形態に係る多色刷印刷システムについて説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下変形例を示す。

（変形例１）
実施の形態では、多色刷印刷システム１００は、第１印刷ユニット１０Ａ、第２印刷ユニット１０Ｂ、第３印刷ユニット１０Ｃおよび第４印刷ユニット１０Ｄの４つの印刷ユニットを備える場合について説明したがこれに限られず、２つ以上の印刷ユニットを備えていればよい。

（変形例２）
見当ずれ量の算出方法は、実施の形態の算出方法に限定されない。当業者によれば、見当ずれ量を別の算出方法で算出しうることが理解される。例えば見当ずれ量は、見当マークを撮影した撮影画像を用いて算出されてもよい。

上述した実施の形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

２ ウェブ、 １０ 印刷ユニット、 １０Ａ 第１印刷ユニット、 １０Ｂ 第２印刷ユニット、 １０Ｃ 第３印刷ユニット、 １０Ｄ 第４印刷ユニット、 １１ 版胴、 １３ 駆動モータ、 ２２ フリーロール、 ５０ 制御装置、 ５１ 見当マーク検出部、 ５２ 見当ずれ量算出部、 ５４ 加速度算出部、 ５５ 判断部、 ５６ 傾向予測部、 ５７ 見合わせ部、 １００ 多色刷印刷システム。

Claims (3)

1. 複数の版胴によりウェブに印刷する多色刷印刷システムであって、
   ウェブの搬送速度が変化しているか否かを判断する判断部と、
   前記判断部による判断結果に応じて、前記複数の版胴によりウェブに印刷される印刷パターンにずれが生じないよう前記複数の版胴を制御する見合わせ部と、を備えることを特徴とする多色刷印刷システム。
2. ウェブの搬送速度の変化の傾向を予測する傾向予測部をさらに備え、
   前記見合わせ部は、前記判断部による判断結果および前記傾向予測部による予測に応じて、前記複数の版胴によりウェブに印刷される印刷パターンにずれが生じないよう前記複数の版胴を制御することを特徴とする請求項１に記載の多色刷印刷システム。
3. 複数の版胴によりウェブに印刷する多色刷印刷システムにおいて実行される方法であって、
   ウェブの搬送速度が変化しているか否かを判断するステップと、
   判断結果に応じて、前記複数の版胴によりウェブに印刷される印刷パターンにずれが生じないよう前記複数の版胴を制御するステップと、を備えることを特徴とする制御方法。

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