JP3860961B2 - 輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輪転印刷機の印刷ユニット出口におけるウェブ（印刷紙）の張力を調節するウェブ張力制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
輪転印刷機における印刷ユニット出口におけるウェブ（印刷紙）張力（以下出口張力と称する）は、最終色の見当精度（色の重ね合わせ精度）に大きく影響する。すなわちこの出口張力があまり強すぎるとウェブが延び、弱すぎるとこれまた印刷位置が変動し、最終色の重ね合わせ精度が悪くなって印刷不良が発生して損紙が増加する。そのためこの出口張力は、適度な張力で、かつ、安定している必要がある。
【０００３】
しかしながら輪転印刷機には、複数の給紙部、印刷ユニット、折り機などが設置され、さらに新聞などの印刷条件によっては複数のウェブが使用されることもあって、これらウェブ（印刷紙）の走行路には、走行するウェブ（印刷紙）により連れ廻りするガイドローラが多数設けられ、このガイドローラの回転慣性のため、運転時の加速、減速にはかなりのエネルギーを要し、かつ、張力の変動に対する応答を鈍くしている。またウェブ（印刷紙）の張力は、絵柄の量に基づく湿し水の与え方、ウェブ（印刷紙）の材質、銘柄などによって一色印刷する毎に低下し、上記張力変動に対する応答の鈍さと相まって、出口張力を最適な値に保つにはかなりの熟練を要していた。
【０００４】
こういったウェブ張力の調節方法としては、従来からダンサーローラを用いた装置が使われていた。これは、ウェブ（印刷紙）を給紙部からダンサーローラを有したインフィード部を介して印刷ユニットに送り、ダンサーローラの自重、及びエア加圧器によりダンサーローラに加えたエア圧とによりウェブの張力とバランスさせ、張力変動を吸収できるようにすると共に、エア圧を変化させることでウェブ（印刷紙）の張力を調節できるようにしたものであるが、
１） ダンサーローラから印刷点まで複数のガイドローラがあり、ダンサーローラから印刷点までの張力変動の修正ができない。
２） エア圧でダンサーローラの位置を移動させてそれを検出して張力を制御する間接制御のため、高精度の張力設定や連続した目標値変更に対応できない。
３） 張力の調節は、出口張力表示装置の表示を見てオペレータが行う必要があった。
４） インフィード張力の適正な設定初期値を決める際、印刷色数（すなわち印刷ユニット数）を判別するインキクラッチ入り信号などの印刷機個々のデータ、ウェブ（印刷紙）の紙幅と紙質のデータなどの印刷機の準備状態のデータも、オペレータがパラメータとして加味して設定する必要がある。
などの問題があった。
【０００５】
こういった問題点を解決するため本件出願人は、特願２０００−２４９８３３号において、図５に示したようなダンサーローラレスのウェブ張力制御システムを提案した。
この図５に示したシステムにおいては、従来インフィード部１５に設けられていたダンサーローラを廃し、その代わり印刷ユニット１４のできるだけ直前にウェブ（印刷紙）１７の張力を測定するインフィード張力センサ３を設けると共に、駆動モータ２で駆動するインフィードテンションローラ１でインフィード張力を調節し、かつ、この駆動モータ２の回転を制御してインフィード張力を直接制御できるようにしてある。
【０００６】
また、印刷ユニット１４のウェブ（印刷紙）の出口側に、出口張力を測定する出口張力センサ６を設け、この出口張力センサ６の測定した出口張力現在値２１と、図示していない給紙部に装着された巻き取り紙の巻幅の信号２２、インキクラッチ入り信号（印刷ユニット数）２３、紙質などの入力信号２４などを元に、ウェブ張力を制御するＰＬＣ回路１６で目標インフィード張力１９を作成し、さらにこの目標インフィード張力１９とインフィード張力センサ３からのインフィード張力現在値２０を元に、ウェブ張力が最適な値となるようインフィードテンションローラ１を駆動するモータ２の回転を制御するＰＩ回路４、ドライバ５を設け、ウェブ張力が自動的に最適な値となるように構成した。
【０００７】
このようにウェブ張力制御システムを構成することにより、紙引き用のドラグローラ９、１１をモータ１０、１２で一定回転数で回転させておけば、インフィードテンションローラ１を制御してインフィード張力を上げることで出口張力が上がり、逆に下げれば出口張力が下がるため、出口張力センサ６の出力をフィードバックすることで出口張力を間接的に制御することができる。そのため、ＰＬＣ回路１６で巻き取り紙の巻幅の信号２２、インキクラッチ入り信号（印刷ユニット数）２３、紙質などの入力信号２４などを元に目標インフィード張力１９を作成して運転を開始し、一定時間経過して出口張力がある程度安定してきたら出口張力現在値２１をＰＬＣ回路１６で参照し、目標インフィード張力１９をこの出口張力現在値２１に見合った値に変更することを繰り返して最終的に最適出口張力を得ることができる。なおこの図５において、１３はウェブ張力センサ、１８は紙折り部である。
【０００８】
このようにすることで、巻き取り紙の巻幅の信号２２、インキクラッチ入り信号（印刷ユニット数）２３、紙質などの入力信号２４などで定まる最適出口張力を、オペレータが全く介在することなく自動的に得ることができ、またインフィードテンションローラ１を直接モータで制御するから、高精度の張力設定や連続した目標値変更などが可能となる。また、インフィード張力センサ３は、前記したように印刷ユニット１４の直前に設けられており、印刷点の張力変動を容易に修正できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら輪転機は、前記したように複数の給紙部、印刷ユニット、折り機などが設置され、さらに新聞などの印刷条件によっては複数のウェブ（印刷紙）が使用されることもあって、これらウェブ（印刷紙）の走行路には、走行するウェブ（印刷紙）により連れ廻りするガイドローラが多数設けられ、このガイドローラの回転慣性のため、運転時の加速、減速にはかなりのエネルギーを要し、かつ、張力の変動に対する応答を鈍くしている。また、印刷ユニットが複数用いられている場合は、一色刷る毎に絵柄の量に基づく湿し水の与え方、及びウェブ１７の材質、銘柄などでウェブ張力が下がる。
【００１０】
そのため図５に示した構成では、インフィード部１５における張力を制御することで出口張力の平均レベルを制御することはできても、その制御値が印刷ユニット１４の出口に達するまではかなりの時間がかかり、印刷開始の立ち上がりに時間を要したり、短い周期での出口張力変動に対応することができず、印刷ユニット最終色の見当ズレの大きな要因となっている。また印刷の開始時は、中速で運転しながら色合わせや見当合わせを行い、それらがＯＫになると高速で本印刷を行うのが一般的であるが、このように運転速度を変更するたびに出口張力を理想出口張力にする必要があり、この調整に時間がとられると生産計画に影響が出てくる。
【００１１】
そのため本発明の第１の課題は、高精度な出口張力設定を可能とし、かつ、短い周期の出口張力変動があってもこれを修正して出口張力を一定に保ち、その結果印刷ユニット最終色の見当ズレを防いで損紙を最小限に押さえるである。本発明の第２の課題は、運手開始時や張力変更時、連続的な目標出口張力変更を可能とし、短時間で目的とする理想出口張力に達することのできる輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法及び装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を解決するため本発明においては、印刷ユニット出口側に出口張力を直接制御する手段を設け、出口張力現在値と目標出口張力とを比較して両者が略同一となるよう前記出口張力直接制御手段により制御し、短い周期の出口張力変動にも対応して出口張力を一定に保てるようにした。
【００１３】
しかしながらこの出口張力直接制御手段は、ウェブ張力の現在値と出口張力直接制御手段の機械的特性などで定まる張力制御可能範囲があり、そのため、この出口張力直接制御手段のみで全ての場合にウェブ張力を理想出口張力に設定できるわけではない。そこで第２の課題を解決するため、運手開始時や張力変更時、前記出口側張力直接制御手段の下流側に設けた張力測定手段でウェブ張力現在値を測定し、その測定結果が前記出口張力直接制御手段で理想出口張力へ移行可能な場合は目標出口張力を理想出口張力として出口張力直接制御手段に指示し、一方、理想出口張力へ移行できない場合は、出口張力直接制御手段が可能な理想出口張力に最も近い張力を目標出口張力として出口張力直接制御手段に指示し、それでも出口張力直接制御手段で理想出口張力へ移行できる状態にならない場合は給紙側張力制御手段で給紙側張力を変更し、変更後のウェブ張力現在値が前記出口張力直接制御手段で理想出口張力へ移行可能な範囲になるまでこれを繰り返して短時間で理想出口張力に達するようにした。
【００１４】
そして、本発明は、給紙部から印刷ユニットを介してドラグローラに送られるウェブに張力が与えられ、前記印刷ユニット下流側の出口張力現在値を検出すると共に、前記ドラグローラ下流側のウェブ張力現在値を検出し、
前記ウェブ張力現在値と前記出口張力現在値とに基づいて前記ドラグローラの周速を調整し、前記出口張力を一定に保持するよう制御することを特徴とする輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法において、
前記ドラグローラの周速調整によりウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能な張力制御可能範囲を設定し、
前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にある場合、前記ドラグローラの周速調整により、前記ウェブの前記出口張力現在値を所定の理想出口張力へと調整し、
前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記理想出口張力の代わりに前記張力制御可能範囲内に目標出口張力を設定し、前記ドラグローラの周速調整により、前記ウェブの前記出口張力現在値を該目標出口張力へと調整するとともに、ウェブ張力の変化に伴い、前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲内で目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更していくことを特徴とする。
この場合に、前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記給紙部下流側に設けられたインフィード部におけるインフィードウェブ張力を変更した後、
前記ドラグローラにより、前記出口張力現在値を前記目標出口張力へと調整するのがよい。
【００１５】
そして、この方法発明を実施するための装置発明として、ウェブを送り出す複数の給紙部と、該ウェブに対応して設けられた複数の印刷ユニットと、該印刷ユニットの下流側に設けられたドラグローラと、該ドラグローラの下流側に設けられたウェブ張力センサと、前記印刷ユニットと前記ドラグローラとの間に設けられるとともに、該印刷ユニットの出口張力を検出する出口張力センサと、前記ウェブの張力を制御するウェブ張力制御手段とを備え、前記出口張力センサで検出された出口張力現在値と、前記ウェブ張力センサで検出されたウェブ張力現在値とに基づいて前記ドラグローラの周速を調整し、前記出口張力を一定に保持する輪転印刷機であって、
前記ウェブ張力制御手段は、前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲に目標出口張力の設定を可能とし、
理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にある場合、前記ウェブ張力制御手段による前記ドラグローラの周速調整により、前記ウェブの前記出口張力現在値を所定の理想出口張力へと調整し、
該理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記ウェブ張力制御手段により前記制御可能範囲内に目標出口張力を設定し、前記ウェブ張力制御手段による前記ドラグローラの周速調整により、ウェブの前記出口張力現在値を当該目標出口張力へと調整するとともに、ウェブ張力の変化に伴い、ウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内で前記目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更していくことを特徴とする。
そして本発明は、前記給紙部の下流側に設けられたインフィード部と、該インフィード部のインフィード張力現在値を検出するインフィード張力センサと、該インフィード部のウェブ張力を調整するインフィードテンションローラとを備え、
前記ウェブ張力制御手段は、前記ウェブ張力現在値から目標インフィード張力を設定し、
前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記インフィードテンションローラにより、前記インフィード張力現在値を前記目標インフィード張力へと調整することを特徴とする。
【００１６】
このようにウェブ張力制御方法及び装置を構成することで、印刷ユニット出口側のウェブ張力を直接制御することが可能となり、短い周期の出口張力変動があってもこれを修正して出口張力を一定に保つことができると共に高精度な出口張力設定を可能とし、その結果印刷ユニット最終色の見当ズレを防いで損紙の低減を図ることができる。
【００１７】 削除
【００１８】
すなわち前記したように、出口張力直接制御手段は、ウェブ張力の現在値と出口張力直接制御手段の機械的特性などで定まる張力制御可能範囲があり、そのため目標出口張力をこの範囲内で定めることにより、無理なく出口張力を直接制御することが可能となる。
【００１９】
そして、この出口張力直接制御可能な範囲は、前記出口張力変更手段を構成する紙引き用ドラグローラの紙滑り特性、及びドラグローラ駆動用モータの最大トルクにより定めることで、上記したように無理なく出口張力を直接制御することが可能となる。
【００２０】
そして理想出口張力が、ウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内にない場合、ウェブ張力の変化に伴い、ウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内で目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更していく。
または、理想出口張力がウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内にない場合、給紙部側ウェブ張力を変更し、該ウェブ張力の変化に伴い、ウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内で目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更していく。
【００２１】
すなわち、印刷開始の立ち上がり時のように、給紙部側ウェブ張力制御手段で制御した張力が印刷ユニット出口側に伝わるのが遅れていると、時間の経過によってウェブ張力が変化するが、このような場合、当初ウェブ張力が出口張力を理想出口張力に制御可能な範囲外の値を示しても、時間の経過と共に理想出口張力に制御可能な範囲内になることがあり、この場合は請求項３に記載したように変化してゆくウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内で目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更することで、出口張力を理想出口張力にすることが可能となる。また時間の経過によってもウェブ張力が変化しない場合は、給紙部側ウェブ張力を変更することで、上記と同様な効果を得ることができる。
【００２２】 削除
【００２３】 削除
【００２４】 削除
【００２５】 削除
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２６】
図１は本発明になる輪転印刷機におけるウェブ張力制御装置のブロック図であり、図２は印刷ユニット出口側張力を直接制御する手段の制御可能範囲を示した図、図３は本発明になる輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法のフロー図、図４は本発明になる他のウェブ張力制御方法のフロー図である。図中前記図５に示した従来装置と同一構成要素には同一番号を付した。
【００２７】
図中１は印刷ユニットの給紙部側の張力を制御するインフィードテンションローラ、２はその駆動モータ、３は給紙部側張力を測定するインフィード張力センサ、４は目標インフィード張力１９とインフィード張力センサ３が測定したインフィード張力現在値２０とを比較して両者が略同一となるよう駆動モータ２のドライバ５を制御するＰＩ回路、６は印刷ユニット出口側の張力を測定する出口張力センサ、７は出口張力センサ６が測定した出口張力現在値２１と目標出口張力とを比較して両者が略同一となるようドラグローラ９の駆動用モータ１０のドライバ８を制御するドラグモータ用ＰＩ回路、９、１１は紙引き用のドラグローラ、１０、１２はその駆動用モータで、このうちドラグモータ用ＰＩ回路７、ドライバ８、紙引き用のドラグローラ９、その駆動モータ１０が印刷ユニット出口側の張力を直接制御する出口張力直接制御手段を構成する。
【００２８】
１３はドラグローラ９の下流側に設けたウェブ張力を測定するウェブ張力センサ、１４は印刷ユニットで、この図１では一つだけ示したが、複数の色で印刷する場合は色数分の印刷ユニットが設けられる。１５はインフィード部、１６はウェブ（印刷紙）の巻幅信号２２、インキクラッチ入り信号（印刷ユニット数）２３、紙質などの入力信号２４に対応した理想出口張力を記憶し、ウェブ張力センサ１３からのウェブ張力現在値２６をもとに目標インフィード張力１９、目標出口張力２５を生成するウェブ張力制御手段としてのＰＬＣ回路、１７はウェブ（印刷紙）、１８は紙折り部である。
【００２９】
このように構成した輪転印刷機におけるウェブ張力制御装置において、ウェブ張力がある程度安定して印刷が開始されると、ドラグローラ１１の周速は一定となる。そのため、出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９の回転数を上げ、このドラグローラ９より上流側のウェブ１７を引っ張る方向に駆動用モータ１０を駆動すると印刷ユニット１４の出口側張力は増大し、逆に駆動用モータ１０の回転速度を下げてドラグローラ９より上流側のウェブ１７をゆるませると印刷ユニット１４の出口側張力は減少する。
【００３０】
なおこの場合、出口張力を変化させてもドラグローラ１１の回転速度が変わらなければ、ウェブ張力は基本的には変わらない。これはインフィードテンションローラ１の速度と、ドラグローラ１１との速度関係が変化しないなら、ドラグローラ１１を通過するウェブ１７の単位時間あたりの質量は変化しないから、ドラグローラ１１に入る以前のウェブ１７の張力、すなわちウェブ張力センサ１３の位置のウェブ張力に変化はないからである。
【００３１】
そのため、印刷ユニット出口側の張力を直接制御する出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７に、印刷ユニット１４の出口に設けた出口張力センサ６が測定した出口張力現在値２１と、ウェブ張力制御手段ＰＬＣ回路１６から送られてくる目標出口張力２５とを入力し、両者が略同一となるようドラグローラ９用駆動モータ１０のドライバ８を制御すると、この印刷ユニット１４の出口側張力は常に目標出口張力２５に保たれる。従って、目標出口張力２５が印刷ユニット出口の理想出口張力に設定された場合、出口張力現在値２１がこの理想出口張力から変動すると、ＰＩ回路７は即座にそれを理想出口張力に戻すよう制御し、印刷ユニット１４の出口側張力は常時理想出口張力に保たれる。
【００３２】
しかしながら、この出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９は、機械的特性により、ウェブ（印刷紙）に一定以上の張力差が加わると滑り始めるという性質があり、一方、ドラグローラ９の駆動用モータ１０のパワー（トルク）にも制限があって、このドラグローラ９による印刷ユニット１４の出口側張力の直接制御は、図２のハッチングで示したような制御可能範囲がある。そのためこの出口張力直接制御手段のみで、全ての場合にウェブ張力を最適な値に設定できるわけではない。
【００３３】
この図２において、Ｘ軸は図１のウェブ張力センサ１３の位置におけるウェブ１７の張力で、Ｙ軸は同じく出口張力センサ６の位置におけるウェブ１７の張力であり、Ｙ＝Ｘで示した直線は両者が同一値の場合を示している。そしてこのＹ＝Ｘで示した直線の図上上側の領域は、ウェブ張力より出口張力が大きい、すなわち、出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９が正トルク駆動を行っている場合であり、図のハッチング領域の境界にある座標０を起点とした直線ａは、出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９の駆動用モータ１０による張力増大により、ウェブ１７とドラグローラ９間でスリップを起こし始める摩擦限界を示している。また、Ｙ＝Ｘで示した直線に平行な直線ｂは、駆動用モータ１０の駆動トルクの限界によるものである。
【００３４】
一方逆に、Ｙ＝Ｘで示した直線の図上下側の領域は、ウェブ張力より出口張力の方が小さい、すなわち出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９が負トルク駆動（ブレーキ駆動）を行っている場合であり、図のハッチング領域の境界にある座標０を起点とした直線ｄは、出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９の駆動用モータ１０による張力減少が限界に来て、ウェブ１７とドラグローラ９間でスリップを起こし始める摩擦限界を示している。また、Ｙ＝Ｘで示した直線に平行な直線ｃは、駆動用モータ１０のブレーキトルクの限界によるものである。
【００３５】
従って、図２におけるハッチングの範囲は、ウェブ１７と出口張力直接制御手段を構成するドラグローラ９がスリップを起こさず、駆動用モータ１０の駆動トルク能力の範囲内であること、すなわち制御可能範囲内であることを示す。なお、実際には駆動用モータ１０やドラグローラ９にメカニカルロスがあるため、直線ｃの方が直線ｂより直線Ｙ＝Ｘからの距離が大きくなっている。
【００３６】
このように出口張力直接制御手段には制御可能範囲があるため、前記したように、この出口張力直接制御手段のみで全ての場合にウェブ張力を最適な値に設定できるわけではなく、図１のウェブ張力センサ１３の位置におけるウェブ１７の張力によって制御できる張力が限定される。従って、印刷開始時における張力の調整時や張力を大きく変更する時は、出口張力直接制御手段のみでは理想出口張力に制御できない場合が生じ、この場合は給紙部側におけるインフィード部のインフィード張力を制御し、ウェブ張力を出口張力直接制御手段の制御可能範囲まで調整する必要がある。
【００３７】
この場合のウェブ張力制御方法を示したのが図３のフロー図であり、以下一例として、印刷開始の場合のウェブ張力制御方法をこの図３のフロー図に従って詳細に説明するが、これは前記した印刷中に出口張力を変更する場合も全く同様に制御することが可能である。
【００３８】
今、図示していない給紙部にウェブ（印刷紙）１７がセットされ、ウェブ張力制御手段であるＰＬＣ回路１６にこのウェブの巻幅信号２２、紙質などの入力信号２４、インキクラッチ入り信号（印刷ユニット数）２３などが入力されると、図３のステップＳ１で、セットされた紙質、巻幅毎に管理している理想出口張力が読み出され、それが目標インフィード張力１９としてＰＩ回路４に送られる。そしてウェブ（印刷紙）１７が、インフィード部１５のインフィードテンションローラ１、インフィード張力センサ３を介して印刷ユニット１４に送られ、印刷ユニット１４から紙引き用ドラグローラ９、１１を通って紙折り部１８にセットされると、ウェブ（印刷紙）１７の給送が開始される。
【００３９】
そしてＰＩ回路４は、インフィード張力センサ３で測定されるインフィード張力現在値２０が、上記ＰＬＣ回路１６からＰＩ回路４に送られてきた目標インフィード張力１９と略同一になるよう、インフィードテンションローラ１の駆動モータ２のドライバ５を制御する。この制御は、特願２０００−２４９８３３に詳細に述べているように、最初から目標とするインフィード張力１９（すなわち理想出口張力）となるよう制御する方法と、インフィード張力と印刷ユニット１４の出口張力の時間遅れを考慮して徐々に理想出口張力になるよう制御するもの、理想出口張力に到達するまで目標値を複数回に分けて段階的に与える方法などがある。
【００４０】
こうしてインフィード部１５の給紙側インフィード張力が制御されてゆくが、前記したように、輪転機は複数の給紙部、印刷ユニット、折り機などが設置され、さらに新聞などの印刷条件によっては複数のウェブ（印刷紙）が使用されることもあって、これらウェブ（印刷紙）の走行路には、走行するウェブ（印刷紙）により連れ廻りするガイドローラが多数設けられ、このガイドローラの回転慣性のため、運転時の加速、減速にはかなりのエネルギーを要し、かつ、張力の変動に対する応答を鈍くしている。また、印刷ユニットが複数用いられている場合は、一色刷る毎に絵柄の量に基づく湿し水の与え方、及びウェブ１７の材質、銘柄などでウェブ張力が下がる。
【００４１】
そのため図３のステップＳ２でＰＬＣ回路１６は、一定の時間をおいてウェブ張力センサ１３の測定結果であるウェブ張力現在値２６を参照し、この値と先に読み出した理想出口張力が、出口張力直接制御手段の制御可能範囲にあるかどうかを判断する。そして、このウェブ張力現在値２６が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にある場合はステップＳ３に進み、出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７への目標出口張力２５をこの理想出口張力とする。
【００４２】
すると今例えば、印刷ユニット１４の出口張力センサ６が測定した出口張力現在値２１が図２におけるＰ０であり、理想出口張力が図２に理想値として記した値Ｐ１であったとすると、出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７は、この出口張力現在値２１（Ｐ０）とＰＬＣ回路１６から送られてくる目標出口張力２５としての理想出口張力（図２の理想値）Ｐ１を比較し、出口張力現在値２１をこの理想出口張力Ｐ１となるようドライバ８に信号を送り、ドラグローラ９の駆動用モータ１０の回転数が多くなるよう駆動する。
【００４３】
そのため、ドラグローラ９に引かれたウェブ１７の張力は上昇するから、ステップＳ１０によって一定時間経過した後再度ステップＳ２にもどり、ＰＬＣ回路１６によるウェブ張力現在値２６の参照と理想出口張力が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にあるかどうかの判断、及びこのウェブ張力現在値２６が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にある場合はステップＳ３による理想出口張力への制御をおこない、出口張力現在値２１が理想出口張力Ｐ１になるようにする。
【００４４】
こうして、ウェブ張力現在値２６が理想出口張力へ制御可能な場合は出口張力直接制御手段で出口張力が制御され、出口張力の変動に対しては以上説明した制御ループで常に一定の出口張力が保たれるわけであるが、今例えば出口張力現在値２１が図２における初期値と記したＰ２点のように、対応する理想出口張力が出口張力直接制御手段では制御できないＰ４の位置となる場合、それがステップＳ２でウェブ張力現在値２６を参照したＰＬＣ回路１６で判断され、制御が図３におけるステップＳ４に移る。
【００４５】
そしてこのステップＳ４で、ＰＬＣ回路１６が出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７へ送る目標出口張力２５を、図２における出口張力直接制御手段の制御可能範囲内で理想出口張力に最も近い点である修正値１と記したＰ３とし、同時に図示しないカウンタのカウンタ値に１をプラスする。そのためＰＩ回路７は、出口張力センサ６が測定した出口張力現在値２１（すなわちＰ２）とこの目標出口張力２５（すなわちＰ３）を比較し、両者が略同一となるような制御信号をドライバ８に送り、ドラグローラ９の回転数を上昇させる。
【００４６】
そして次のステップＳ５で、図示しないカウンタの値がＮかどうかがチェックされる。これは前記したように印刷の立ち上がり時においては、目標インフィード張力１９を与えて給紙部側のインフィード部１５でインフィード張力を制御しても、それが印刷ユニット１４の出口側に伝わるまでに時間がかかるためで、このカウンタ値がＮになっていない場合は、ステップＳ９に移ってタイマにより所定の時間経過した後再度ステップＳ４に戻る。
【００４７】
そしてこのステップＳ４で、再度ウェブ張力現在値２６が参照され、このウェブ張力現在値２６がさっきより大きな値、すなわち図２において右側に移動していた場合、出口張力センサ６の出口張力現在値２１は、Ｙ＝Ｘの直線上のＰ５に対応した位置となり、出口張力直接制御手段による出口張力の制御可能範囲は修正値２と記したＰ６の位置まで拡大される。
【００４８】
そのためＰＬＣ回路１６は、出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７へ送る目標出口張力２５を図２におけるＰ６とし、同時に図示しないカウンタのカウンタ値に１をプラスする。そのためＰＩ回路７は、出口張力センサ６が測定した出口張力現在値２１（すなわちＰ５）とこの目標出口張力２５（すなわちＰ６）を比較し、両者が略同一となるような制御信号をドライバ８に送り、ドラグローラ９の回転数を上昇させる。そして、前記したように次のステップＳ５で図示しないカウンタの値がＮかどうかがチェックされ、Ｎでない場合はステップＳ９のタイマで一定時間が経過すると再度処理がステップＳ４に戻る。
【００４９】
そしてこのステップＳ４で再度ウェブ張力現在値２６が参照され、このウェブ張力現在値２６が増加して図２においてさっきよりさらに右側に移動していた場合、出口張力センサ６の出口張力現在値２１はＰ７の位置となり、出口張力直接制御手段による出口張力の制御可能範囲は理想値と記したＰ８の位置まで拡大される。そのためＰＬＣ回路１６は、出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７へ送る目標出口張力２５を、図２におけるＰ８、すなわち理想出口張力とし、同時に図示しないカウンタのカウンタ値に１をプラスする。
【００５０】
そのためＰＩ回路７は、出口張力センサ６が測定した出口張力現在値２１（すなわちＰ７）とこの目標出口張力２５（すなわちＰ８）である理想出口張力を比較し、両者が略同一となるような制御信号をドライバ８に送り、ドラグローラ９の回転数を上昇させる。そして、前記したように次のステップＳ５で図示しないカウンタの値がＮかどうかがチェックされ、Ｎでない場合はステップＳ９のタイマで一定時間が経過すると再度処理がステップＳ４に戻る。
【００５１】
こうして処理がＮ回繰り返されてカウンタ値がＮに達すると、今度は処理がステップＳ６に移り、カウンタ値がリセットされる。そして、次のステップＳ７に記したようにウェブ張力現在値２６が理想出口張力より小さい場合、ＰＬＣ回路１６はインフィード部１５のインフィード張力現在値２０を上げるように目標インフィード張力１９を設定し、逆に、ウェブ張力現在値２６が理想出口張力より大きい場合、ＰＬＣ回路１６はインフィード部１５のインフィード張力現在値２０を下げるように目標インフィード張力１９を設定し、次のステップＳ８におけるタイマの時間経過後にステップＳ２に戻り、以上説明してきたサイクルを印刷運転中繰り返す。
【００５２】
なお以上の説明は、ウェブ張力センサ１３のウェブ張力現在値２６が時間と共に変化し、出口張力を出口張力直接制御手段によって理想出口張力に制御可能になった場合の説明であるが、図３のステップＳ５においてカウンタ値がＮになっても出口張力直接制御手段によって理想出口張力に制御可能にならない場合、次のステップＳ７でＰＬＣ回路１６は、ウェブ張力現在値２６が理想出口張力より小さい場合はインフィード部１５のインフィード張力現在値２０を上げるように目標インフィード張力１９を設定し、逆に、ウェブ張力現在値２６が理想出口張力より大きい場合はインフィード張力現在値２０を下げるように目標インフィード張力１９を設定し、次のステップＳ８におけるタイマの時間経過後にステップＳ２に戻る。そのため、ウェブ張力現在値２６が変化するから、以上説明してきたサイクルを印刷運転中繰り返すことで、出口張力を理想出口張力に制御することができる。
【００５３】
なお、この図３に示したフロー図では、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０にタイマを用いているが、こうするとこのタイマが動作している間は出口張力の変動に対応できない場合がある。そのため、タイマを用いずに制御するようにした場合のフローを示したのが図４である。以下、図４のフローに基づいた制御について簡単に説明する。
【００５４】
図３のフローの場合と同様、図示していない給紙部にウェブ（印刷紙）１７がセットされると、ステップＳ４１でウェブ張力制御手段であるＰＬＣ回路１６に、前記図３におけるステップＳ１と同じようにしてセットされた紙質、巻幅毎に管理している理想出口張力が読み出され、それが目標インフィード張力１９としてＰＩ回路４に送られる。
【００５５】
するとＰＩ回路４は、インフィード張力センサ３で測定されるインフィード張力現在値２０が、上記ＰＬＣ回路１６からＰＩ回路４に送られてきた目標インフィード張力１９と略同一になるよう、インフィードテンションローラ１の駆動モータ２のドライバ５を制御する。そして、図４のステップＳ４２でＰＬＣ回路１６はウェブ張力センサ１３によりウェブ張力現在値２６を測定し、ステップＳ４３でこの値と先に読み出した理想出口張力が、出口張力直接制御手段の制御可能範囲にあるかどうかを判断する。そして、このウェブ張力現在値２６が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にある場合はステップＳ４４に進み、カウンタをリセットした後、ステップＳ４５で出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７への目標出口張力２５をこの理想出口張力として設定する。なおこのステップＳ４４におけるカウンタリセットは、理想出口張力が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にない場合のサイクルに備えるためである。
【００５６】
そしてステップＳ４６で印刷ユニット１４の出口張力センサ６で出口張力現在値２１を測定する。今この値が図２におけるＰ０であり、理想出口張力が図２に理想値として記した値Ｐ１であったとすると、出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７は、ステップＳ４７でこの出口張力現在値２１（Ｐ０）とＰＬＣ回路１６から送られてくる目標出口張力２５としての理想出口張力（図２の理想値）Ｐ１を比較し、出口張力現在値２１をこの理想出口張力Ｐ１となるようドライバ８に信号を送り、ドラグローラ９の駆動用モータ１０の回転数が多くなるよう駆動する。
【００５７】
そのため、ドラグローラ９に引かれたウェブ１７の張力は上昇を開始するから、ステップＳ４２にもどり、ＰＬＣ回路１６によるウェブ張力現在値２６の測定とステップＳ４３における理想出口張力が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にあるかどうかの判断、及びこのウェブ張力現在値２６が出口張力直接制御手段の制御可能範囲にある場合はステップＳ４４以降の理想出口張力への制御をおこない、出口張力現在値２１が理想出口張力Ｐ１になるようにする。
【００５８】
こうして、ウェブ張力現在値２６が理想出口張力へ制御可能な場合は出口張力直接制御手段で出口張力が制御され、出口張力の変動に対しては以上説明した制御ループで常に一定の出口張力が保たれるわけであるが、出口張力現在値２１が図２における初期値と記したＰ２点のように、対応する理想出口張力が出口張力直接制御手段では制御できないＰ４の位置となる場合、それがステップＳ４３でウェブ張力現在値２６を参照したＰＬＣ回路１６で判断され、制御が図４におけるステップＳ４８に移る。
【００５９】
そして、このステップＳ４８でカウンタ値がＮかどうかが判断されるが、現在は最初のためカウンタ値は０であり、処理はステップＳ４９に進んでカウンタ値に１がプラスされる。そしてステップＳ５０で、ＰＬＣ回路１６が出口張力直接制御手段を構成するＰＩ回路７へ送る目標出口張力２５を、図２における出口張力直接制御手段の制御可能範囲内で理想出口張力に最も近い点である修正値１と記したＰ３とする。そしてステップＳ４６に進むが、ステップＳ４６と４７の動作は前記したとおりであり、出口張力がこの目標出口張力２５（Ｐ３）になるよう制御がおこなわれる。
【００６０】
そしてまたステップＳ４２に戻り、ステップＳ４２で測定したウェブ張力現在値２６の値がステップＳ４３で出口張力を理想出口張力に制御可能な範囲と判断される値になるか、もしくはステップＳ４８でカウンタ値がＮになるまで同じことが繰り返されるわけであるが、これは前記したように、印刷の立ち上がり時においては、目標インフィード張力１９を与えて給紙部側のインフィード部１５でインフィード張力を制御しても、それが印刷ユニット１４の出口側に伝わるまでに時間がかかるためで、カウンタ値Ｎはこの時間遅れを考慮して定めてある。
【００６１】
そしてこの間は、ステップＳ４２でウェブ張力現在値２６を測定したとき、このウェブ張力現在値２６がさっきより大きな値、すなわち図２において右側に移動していた場合、出口張力センサ６の出口張力現在値２１は、Ｙ＝Ｘの直線上のＰ５に対応した位置となるが、この値も出口張力直接制御手段が理想出口張力に制御できる値ではなく、ステップＳ４３で制御可能範囲外と判断されてステップＳ４８、４９、を経てステップＳ５０に進み、目標出口張力がＰ６に設定される。そしてこのサイクルが繰り返されて、最終的にウェブ張力現在値２６が目標出口張力を理想出口張力であるＰ８に設定できるＰ７になると、以降は前記したステップＳ４４からステップＳ４７の処理が繰り返される。
【００６２】
しかし、カウンタ値がＮになっても出口張力を理想出口張力に制御可能な範囲に至らない場合、ステップＳ４８でカウンタ値がＮになったことが検出されると処理がステップＳ５１に進み、カウンタがリセットされて続いてステップＳ５２でＰＬＣ回路１６が、インフィード部１５のインフィード張力現在値２０を変化させるように目標インフィード張力１９を設定し、処理をステップＳ４２に戻す。そのため、以上の動作が目標出口張力を理想出口張力に設定できるようになるまで続けられる。
【００６３】
このようにすることにより、ウェブ張力が目標出口張力近くで安定しているときに何らかの理由で出口張力が変動しても、即座に理想出口張力に戻すことができ、また、印刷機の立ち上がり時や出口張力を変更させたいときも速やかに理想出口張力に制御することが可能となる。
【００６４】
このように輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法及び装置を構成することにより、短い周期での出口張力変動には出口張力直接制御手段により対応して印刷ユニット最終色の見当ズレを防止し、運手開始時や張力変更時には、この出口張力直接制御手段と給紙部側のインフィード部のインフィード張力制御手段とを組み合わせ、ウェブ張力を出口張力直接制御手段の制御可能範囲にした後理想出口張力に制御するようにしたから、印刷開始の立ち上がりや張力変更時も時間を要することなく理想出口張力に制御することが可能となる。
【００６５】
なお以上の説明は、印刷機の立ち上がりの時を例として説明してきたが、印刷途中にウェブ張力を変更する場合も全く同様に制御可能である。また出口張力についても、初期値が理想出口張力より小さい場合を例に説明してきたが、理想出口張力より初期値が大きい場合も全く同様であり、この場合は目標出口張力を下げ、さらにインフィード部の目標インフィード張力を下げることによって、最終的な出口張力の目標値を理想出口張力に到達させることができる。
【００６６】
また以上の説明では、インフィード部に設けたインフィードテンションローラで印刷ユニット給紙側の張力を制御するよう説明してきたが、前記したダンサーローラを用いる方式の場合でも、給紙側張力をウェブ張力制御手段などで自動制御できる場合は本発明と全く同様に構成することが可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、印刷ユニット出口側に、出口張力現在値と目標出口張力とが略同一となるよう出口張力を直接制御する手段を設けたから、印刷ユニット出口側のウェブ張力を直接制御することが可能となり、短い周期の出口張力変動があってもこれを修正して出口張力を一定に保つことができると共に高精度な出口張力設定を可能とし、その結果印刷ユニット最終色の見当ズレを防いで損紙を最小限に押さえることができる。
【００６８】
また、本発明によれば、出口張力を制御するための目標出口張力を、ウェブ張力の現在値と出口張力直接制御手段の機械的特性などで定まる張力制御可能範囲内で定めるから、出口張力直接制御手段は無理なく出口張力を直接制御することが可能となる。
【００６９】
そして、当初のウェブ張力が出口張力を理想出口張力に制御できない範囲の値を示しても、時間の経過と共に理想出口張力に制御可能な範囲内になることがあり、そのため本発明によれば、ウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内で目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更することで、出口張力を理想出口張力にすることが可能となる。また時間の経過によってもウェブ張力が変化しない場合は、給紙部側ウェブ張力を変更することで、上記と同様な効果を得ることができる。
【００７０】
更に本発明によれば、運手開始時や張力変更時、出口張力直接制御手段が出口張力を理想出口張力に制御可能であるか否かを判断しながら連続的に出口張力を変更することが可能となる。そのため運転開始時や張力変更時、短時間で目的とする理想出口張力に達することができ、生産計画への影響を最小限に止めることができる。
【００７１】
以上種々述べてきたように、本発明のウェブ張力制御方法及び装置によれば、印刷初期の段階から出口張力が高い応答性で制御されるため、安定して、かつ、高い精度で理想出口張力に向かって自動修正でき、見当制御精度の向上が実現できるので印刷品質が向上し、損紙の減少につながる。さらに、出口張力とウェブ張力の差は一定範囲内に押さえることができるから、複数のリールを有する輪転機の場合、全リールのウェブ張力の差も一定の範囲内に収まるので、その後の複数ウェブが合流後の張力の安定性にも寄与し、特定ウェブのたるみの発生、それに起因する蛇行による断紙などのトラブルもなくるなど、大きな効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る要部構成を示すブロック図である
【図２】 本発明になる印刷ユニット出口側張力直接制御手段の制御可能範囲を示した図である。
【図３】 本発明になる輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法のフロー図である。
【図４】 本発明になる輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法の他の方法を示したフロー図である。
【図５】 従来のウェブ張力制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ インフィードテンションローラ
２ 駆動モータ
３ インフィード張力センサ
４ 目標張力と張力現在値とを比較してドライバ５を制御するＰＩ回路
５ ドライバ
６ 出口張力センサ
７ ドラグモータ用ＰＩ回路
８ ドラグモータ用ドライバ
９、１１ ドラグローラ
１０、１２ ドラグローラ駆動用モータ
１３ ウェブ張力センサ
１４ 印刷ユニット
１５ インフィード部
１６ ＰＬＣ回路
１７ ウェブ（印刷紙）
１８ 紙折り部

Claims (4)

1. ウェブを送り出す複数の給紙部と、該ウェブに対応して設けられた複数の印刷ユニットと、該印刷ユニットの下流側に設けられたドラグローラと、該ドラグローラの下流側に設けられたウェブ張力センサと、前記印刷ユニットと前記ドラグローラとの間に設けられるとともに、該印刷ユニットの出口張力を検出する出口張力センサと、前記ウェブの張力を制御するウェブ張力制御手段とを備え、前記出口張力センサで検出された出口張力現在値と、前記ウェブ張力センサで検出されたウェブ張力現在値とに基づいて前記ドラグローラの周速を調整し、前記出口張力を一定に保持する輪転印刷機であって、
   前記ウェブ張力制御手段は、前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲に目標出口張力の設定を可能とし、
   理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にある場合、前記ウェブ張力制御手段による前記ドラグローラの周速調整により、前記ウェブの前記出口張力現在値を所定の理想出口張力へと調整し、
   該理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記ウェブ張力制御手段により前記制御可能範囲内に目標出口張力を設定し、前記ウェブ張力制御手段による前記ドラグローラの周速調整により、ウェブの前記出口張力現在値を当該目標出口張力へと調整するとともに、ウェブ張力の変化に伴い、ウェブ張力で定まる出口張力の制御可能範囲内で前記目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更していくことを特徴とする輪転印刷機。
2. 前記給紙部の下流側に設けられたインフィード部と、該インフィード部のインフィード張力現在値を検出するインフィード張力センサと、該インフィード部のウェブ張力を調整するインフィードテンションローラとを備え、
   前記ウェブ張力制御手段は、前記ウェブ張力現在値から目標インフィード張力を設定し、
   前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記インフィードテンションローラにより、前記インフィード張力現在値を前記目標インフィード張力へと調整することを特徴とする請求項１記載の輪転印刷機。
3. 給紙部から印刷ユニットを介してドラグローラに送られるウェブに張力が与えられ、前記印刷ユニット下流側の出口張力現在値を検出すると共に、前記ドラグローラ下流側のウェブ張力現在値を検出し、
   前記ウェブ張力現在値と前記出口張力現在値とに基づいて前記ドラグローラの周速を調整し、前記出口張力を一定に保持するよう制御することを特徴とする輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法において、
   前記ドラグローラの周速調整によりウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能な張力制御可能範囲を設定し、
   前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にある場合、前記ドラグローラの周速調整により、前記ウェブの前記出口張力現在値を所定の理想出口張力へと調整し、
   前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記理想出口張力の代わりに前記張力制御可能範囲内に目標出口張力を設定し、前記ドラグローラの周速調整により、前記ウェブの前記出口張力現在値を該目標出口張力へと調整するとともに、ウェブ張力の変化に伴い、前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲内で目標出口張力を前記理想出口張力に近づけるよう変更していくことを特徴とする輪転印刷機におけるウェブ張力制御方法。
4. 前記理想出口張力が前記ウェブ張力現在値で定まる出口張力の制御可能範囲にない場合、前記給紙部下流側に設けられたインフィード部におけるインフィードウェブ張力を変更した後、
   前記ドラグローラにより、前記出口張力現在値を前記目標出口張力へと調整することを特徴とする請求項３記載の輪転機におけるウェブ張力制御方法。

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