JP4861545B2 - 印刷機で印刷をするときのインキ付け調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷機で印刷をするときのインキ付けを制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の印刷ユニットで複数の色を重ね合わせて印刷するとき、最後の印刷ユニットの出口で被印刷体の方に向けられている検出器によって、インキ付けの状態を表す実際値を得ることは公知である。光電式の検出器を用いた場合には、特殊な印刷制御要素または印刷画像から直接反射される測定光を濃度計測的または測色的に検出して電気的な信号に変換し、インキ調整装置に供給することができる。この電気的な信号から、数学的なアルゴリズムを応用して、被印刷体上の関与している印刷インキの層厚に対するそれぞれの実際値を算出することができる。インキ調整装置内でこの実際値は目標値と比較される。測定値の処理にはコンピュータを利用することができる。層厚の実際値が目標値からずれているときには、比較値に基づいて調整量が生成され、その調整量は調整ユニットに供給される。調整ユニットはそれぞれの測定位置で層厚を変化させる。従来の印刷機はそれぞれの印刷インキに対してインキ調整要素を備え、該インキ調整要素は枚葉紙ないしウェブの搬送方向に対して横向きにいわゆるゾーンにおける層厚の調整を行うことができる。インキ調整要素から出力される調整量は、操作人員によって変更することができ、または各インキゾーンに割り当てられたインキ制御ボタンによって自動的に変更することができる。インキ調整装置または手動で調整量変化が指示されるとき、その後に続く層厚変化が被印刷体上で完了するまでに有限の時間が経過する。インキ調整装置は、先行する調整量変化の後に層厚が実質的に定常値に達した場合にだけ、調整動作の介入が正確に行われるように設計されている。操作人員は、先行する調整プロセスが実質的に完了していて印刷機のシステムが安定な状態にあることを確信した場合にだけ、手動で調整の介入を導入する。不必要な調整介入動作による不安定な調整や、場合によっては層厚のオーバーシュートを防止するために、枚葉紙の枚数を設定し、その枚数内では、すでに調整介入が導入された後には調整介入を阻止するようにすることは公知である(EP668824B1)。
【0003】
さらに、実際値と目標値の差異がある閾値を越えたときに初めて調整介入を行うことも公知である。操作員は、絵柄に依存して、および印刷画像におけるインキ付け偏差の所望の許容される公差に依存して、キーボード等によって閾値を初期入力しておくことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
調整速度を向上するために、印刷中のインキ付け変化の勾配を検出し、定常値になるまで待つことなく、この勾配に依存してインキ制御ないし調整を行うことは公知である(DE4412601A1)。この場合の欠点は、勾配を充分に正確に決定するためには多数回の測定が必要であることである。
【0005】
本発明の目的は、測定値を得るためのコストを下げ、誤操作を防ぎ、調整精度を向上させ、制御速度を増加させるような調整アルゴリズムを開発することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項1記載の特徴を備えた方法によって達成される。
【0007】
本発明は、調整量を計算するときに不確実な実際値を使用するばかりでなく、調整プロセスの過去の経緯を基にして調整されるべき量の定常値を算出して調整に使用するという利点がある。
【0008】
比較値の閾値は、これを越えたときに調節介入動作が行われるべき値である。比較値の閾値は、過去の調整プロセスの頻度、時間、量を考慮することによって継続的に現在の印刷条件に適合させられる。最近の調整介入動作からの時間間隔が短ければ短いほど、閾値は高く計算される。算出された定常的な最終値が過大であるときには、閾値が無限大であってもよい。この場合にはいかなる調整介入動作も許されない。定常値と閾値を算出するためには印刷機の数学的なモデルを利用する。印刷機を、むだ時間を伴う1次遅れ要素としてモデル化すると有利であることが判明している。印刷機のモデルは実際値を測定するたびに修正される。モデル値は測定された値に適応させられ、対応するモデルデータと機械状態にから遅れ要素のゲインが新たに計算される。
【0009】
本方法を適用する場合、インキ付けに対する継続的に大量の実際値を検出することは必要ない。各インキゾーンにおける被印刷体上のインキ層厚の定常的な最終値を考慮するには、ただ1つの測定データセットがあるだけで充分である。したがって、操作員が選択した任意の時点で通常の印刷材料の流れから印刷サンプルを採取してこれを詳しく測定することによって、実際値の測定を散発的にしか行えない印刷機において、本方法は特に適用可能である。さらに、本発明を使えば、あらためて実際値を測定することを要することなく、操作人員が行った調整量変化を考慮することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0011】
図1には色調整装置の概要図が示されており、これを参照しながら本方法の実施について説明する。オフセット印刷機1を用いてウェブ2が多色刷りで印刷される。図1には、オフセット印刷機1の印刷ユニット3におけるインキ調整が示されている。インキゾーン刃4はインキ壷ローラ5の外套面に対して接触したり、離れたりすることが可能である。インキ壷ローラ5は回転可能に支持されており、インキ壷7の中にある印刷インキ6に潜り込む。インキゾーン刃4は、作業シリンダ8によってインキ壷ローラ5の回転軸に対して垂直に位置決めされる。インキ壷ローラ5が回転するとその表面に印刷インキ6がすくい取られる。インキゾーン刃4の後方(インキ壷ローラの回転方向に見て後方)に形成されるべき印刷インキ6の層厚は、インキゾーン刃4とインキ壷ローラ5の表面との間にある隙間に依存している。インキ移しローラ9は、インキ壷ローラ5の表面からインキ練りローラ10へ印刷インキ6を送る働きをする。インキ移しローラ9は往復して揺動するように支持されている。インキ壷ローラ5の表面への当接時間、および揺動の周波数は制御可能である。インキ練りローラ10は、インキ着けローラ12,13と接触しているさらに別のインキ練りローラ11と回転しながら接触している。インキ練りローラ10,11とインキ着けローラ12、13は、版胴14の表面に装着されている版へのインキ着けを行う。次いで印刷インキ6は版胴14からブランケット胴15を介してウェブ2へと転写される。ウェブ2は、ブランケット胴15と圧胴16の間に形成されている印刷隙間を通過する。巻取りローラに至るまでにおける行程で、ウェブ2は2つの光電式の検出器17,18のそばを通り過ぎる。検出器17はエッジ検出器として構成されていて、印刷物19の存在を検出する働きをする。検出器17は、作成された印刷物19の数nを計数するカウンタを含んでいる。検出器18は、印刷画像19の設定されている測定位置で色測定値xistを検出する撮像ピックアップである。ウェブ2へのインキ付けを制御するため、および目標値xsollを設定するため、そして印刷物19の検査をするために制御卓20が設けられている。操作員は、搬送方向21に対して横方向に調整可能なインキゾーンのそれぞれについて、入力ボタン22を用いて、それぞれのインキゾーン刃4とインキ壷ローラ5の表面との間の隙間を広げたり狭めたりすることができる。入力キー22で生成される調整信号yHは、作業シリンダ8と、作業シリンダ8のピストンに結合されているインキゾーン刃4とに対して直接作用する。検出器17,18、制御卓20、および作業シリンダ8はインキ調整装置23に接続されている。インキ調整装置23には目標値変換器24、測定値変換器25、計算器26、油圧式の調整器27、調整量記憶装置28、および通過した印刷物19の数nを記憶する記憶装置29を含んでいる。検出器18の出力信号は測定値変換器25に供給される。測定値変換器25では、関与している印刷インキ6のそれぞれについて色測定値xistがインキ層厚実際値sistに変換される。同様に目標値変換器24は、ある特定の測定位置について制御卓20に入力され、記憶装置30に記憶されている色目標値xsollをインキ層厚目標値ssollに変換する。インキ層厚実際値sistとインキ層厚目標値ssollとは比較のために計算器26へ送られる。計算器26は入力量として、さらに、通過した印刷物19の最新の数nと、それぞれの調整量変化Δynの導入時に到達された印刷物19の数と共に調整量記憶装置28に蓄積されている過去の調整量変化Δynとを受け取る。インキ層厚実際値sistとインキ層厚目標値ssollとの比較値、および上述したその他の入力量(Δyn、n)を処理するために、計算器26にはプログラムがインストールされていて、そのプログラムによって、油圧式の調整器27に与えられる調整量yRが算出され、その調整器27によって、作業シリンダ8を介してインキゾーン刃4とインキ壷ローラ5の表面との間の隙間が調整量yRに対応して調整される。それに伴って、ある程度の遅れでウェブ2に印刷される印刷インキ6の層厚も変化する。関与している印刷インキ6のうちの1つの層厚変化は印刷物19における色調変更を意味しており、このことは検出器18で検出される。
【0012】
次に、図2と図3を用いて、計算器26によって、どのようにして調整量yRが決められるかについて説明する。インキ層厚実際値sistができるだけ迅速かつ正確にインキ層厚目標値ssollに適合するようにインキゾーン刃4の調整を行うことがインキ付けの調整の目標である。印刷機1が、まだインキが印刷ユニット3になくてインキゾーン刃4がインキ壷ローラ5の表面に当たっている基本状態にあると仮定すると、インキゾーン刃4はスタート命令31の後に、ステップ32において時点t0のときに初期調整される。初期調整に用いられる調整量y=yt0はインキゾーンのそれぞれについて、プレート走査装置の測定結果、印刷画像を再現するデータに基づく計算、または、入力ボタン22によって手動で導入された調整量yHt0とから求められる。この初期調整から、ステップ33で印刷がスタートする。むだ時間(デッドタイム)が経過した後、印刷ユニットにおいては印刷インキを案内する要素上に、調整量yt0に対応するインキ断面形(インキプロフィール)が生じ、このことによって、ウェブ2の上にインキ層厚実際値sistが生成される。印刷機1の操作員によって設定された任意の時点tiで、ステップ34において色測定値xistの測定がそれぞれのインキゾーンについて行われる。測定値xistはステップ35において測定値変換器25でインキ層厚実際値sistに変換される。色測定値xistからインキ層厚実際値sistへの変換は、EP0324718A1に記載されている方法に従って行われる。変換をするときには、ウェブ2の搬送方向に対して横方向の、印刷ユニット3内のインキ移動によって、あるゾーンにおけるインキ調量が隣接するインキゾーンに影響を及ぼすという事実を考慮することができる。インキ層厚実際値sistより、ステップ36で安定な最終層厚に対する値sstabは、次の関係に基づいて算出される。
【0013】
【数1】
モデル層厚smod,stabおよびsmodは別個のステップ37で、既知の各量から算出される。
【0014】
計算にあたっては、調整量変化Δyに対するインキ層厚実際値sistの時間的な依存性を表す印刷機1の数学的モデルを利用する。印刷機1が制御工学的にみて、むだ時間T t とシステム時定数Tとを含む1次遅れ要素(VZ1要素)であるとすると、値smodは次の関係から求められる。
【0015】
【数2】
KSはVZ1要素のゲインである。Δyiは、時点tiにおける調整量yの変化を表している。一様な印刷速度の場合、tiは、調整量yの変更以後に行われた印刷の数nに対応する。時点t0における印刷の開始時にはΔy 0 =yt0 (数1および数2の表記では、時点t n における印刷の開始時にはΔy n =y tn )で、smod,altは、数1および数2の表記で現時点を表す時点t 0 におけるsmodの先行する計算に基づくモデル層厚実際値に対応する。時点t0における印刷の開始時には、印刷インキで充填されていない印刷ユニット3を出発点としているので、現在の例ではsmod,alt=0である。値smod,stabは安定なモデル最終層厚を表しており、次式から求められる。
【0016】
【数3】
smod,stab,altは、smod,stabの先行する計算に基づく安定なモデル最終層厚に相当する。この値も印刷の開始時にはゼロである。
【0017】
それぞれのインキゾーン刃4について各時点tiにおける調整量yRは次のようにして計算されるので、値sstabは次のステップ38でインキゾーン刃4の新しい位置を計算するために用いられる。
【0018】
【数4】
次のステップ39では、smodをsistに等置し、次式よりKSを形成することによって、特性量KSとsmodとを後続する処理過程に適合させる。
【0019】
【数5】
ステップ40では、ステップ38で算出した新たな調整量yRを、調整器27を経由してインキゾーン刃4に与える。ステップ41で、設定された数nの印刷が作製されたことが判断されると、ステップ42で処理は終了する。そうでない場合には、ステップ34で新たな色測定値xist,tiが測定されることによって、手続きが継続される。
【0020】
図3(A)から(C)には、曲線yR(t)とs(t)を含む時間グラフが描かれている。時間軸には印刷された枚葉紙の数がプロットされている。図3(A)に示されているように、インキゾーンでは時点t0のときにインキゾーン刃の位置が飛躍的に変化する。時間t1では、検出器18によってインキ層厚実際値に対する測定値sistが導き出される。時点t0のときに実行された調整量変化は、インキ層厚sの変化を生じ、該インキ層厚sは、時点t1ではまだ安定な最終値smod,stabに達していない。図3(B)には、調整量変化によって引き起こされたモデル層厚smod(t)、目標層厚ssoll、安定なモデル最終層厚smod,stab、時点t1における層厚の測定値sist、および予測される実際の安定した最終層厚s1,stabが描かれている。図3(B)からわかるように、過去の経緯を考慮せずにsistを用いると、調整偏差は(ssoll−sist)になり、この調整偏差(ssoll−sist)は大きすぎて該当するインキゾーンにおけるインキ過剰という結果を招く恐れがある。もし、過去の経緯と現在の測定値sistを考慮したときには、調整偏差は、ssoll−s1,stabから求められる。調整量変化は著しく低下する。オーバーシュートは回避される(図3(C))。
【0021】
上に述べた処理手順によれば、インキゾーン刃4の位置調整のたびに、これに対応する調整量yと、調整プロセスの開始時に到達されている印刷の数nとが記憶装置に蓄積されて、新たなインキゾーン刃の位置を計算するときに考慮される。それによって、好ましくない調整偏差や調整時間遅れを起すことなく、色測定値xistの非常に少数の測定値から調整量yRを導き出すことが可能である。したがってこの方法は、特にインキ付けの実際値の測定が操作員によって別個の測定卓で散発的に行われるような印刷装置に適している。
【0022】
次に説明する変化形では、調整量yRの変化ΔyRの蓄積が省略される。図4に示されているステップ43−46は、図2で説明されているステップ31−33に対応している。ステップ54において定期的な走査時間tiで、もしくは、一様な印刷速度の場合には固定して設定された印刷の数nで、モデル層厚smodが算出される。
【0023】
時点tiで求められた色測定値xist,tiから、測定装置変換器25によってステップ47で層厚実際値sist,tiが導き出される。VZ1要素としてモデル化されている印刷機1のゲインKSと、時点tiにおけるインキゾーン刃4の位置yとに基づいて、ステップ48で安定なモデル最終層厚smod,stabが次の乗算で算出される:
【0024】
【数6】
次のステップ49では、ステップ47で導き出された層厚実際値sist,tiから、安定な最終層厚sstabに対する値を次の関係によって求める:
【0025】
【数7】
新たな調整量yRは、次のステップ50において次式で得られる:
【0026】
【数8】
この調整量を使って、ステップ51で印刷が続行される。問い合わせステップ52において予定されている数の印刷が処理されたことが判明すると、処理は終了する。そうでない(予定されている数の印刷物が処理されていない)場合にはステップ46で処理を続行する。
【図面の簡単な説明】
【図1】インキ調整システムの概要図である。
【図2】本発明の方法の第1の実施形態の処理過程を示すフローチャートである。
【図3】処理過程を説明するための時間に依存したグラフである。
【図4】本発明の方法の第2の実施形態の処理過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 オフセット印刷機
2 ウエブ
3 印刷ユニット
4 インキゾーン刃
5 インキ壷ローラ
6 印刷インキ
7 インキ壷
8 作業シリンダ
9 インキ移しローラ
10 インキ練りローラ
11 インキ練りローラ
12、13 インキ着けローラ
14 版胴
15 ブランケット胴
16 圧胴
17、18 検出器
19 印刷物
20 制御卓
21 搬送方向
22 入力ボタン
23 インキ調整装置
24 目標値変換器
25 測定値変換器
26 計算器
27 油圧式調整器
28 調整量記憶装置
29 記憶装置
30 記憶装置
31〜53 フローチャートの処理ステップ
Claims (5)
- 印刷機で印刷をするときのインキ付けを調整する方法であって、
被印刷体に向けられた色測定装置によって色測定値(xist)を求め、これをインキ調整装置に供給し、
前記インキ調整装置において、前記色測定値(xist)をインキ層厚実際値(sist)に変換し、色目標値(xsoll)をインキ層厚目標値(ssoll)に変換し、
KSを、制御工学的に見た印刷機の1次遅れ要素のゲイン、Ttをむだ時間、Tをシステム時定数、Smod,altを、時点t 0 における、モデル層厚実際値smodの先行する計算に基づくモデル層厚実際値、nを一様な印刷速度における印刷の連続した数とした場合に、時点(ti)における調整量(y)の変化である調整量変化(Δyi)の加算によるモデル層厚(smod)を、t i が、前記調整量(y)の変更以後に行われた印刷の数nに対応するものとして、次式
smod,stab,altを安定なモデル最終層厚(smod,stab)の先行する計算に基づく安定なモデル最終層厚として、安定なモデル最終層厚(smod,stab)を次式により求め、
インキ付け調整方法。 - 数学的モデルを、実際値を測定するたびに修正する、請求項1記載の方法。
- 前記調整量変化(Δy)を操作員の介入操作によって導入する、請求項1記載の方法。
- 印刷見本を、前記操作員が事前に設定した時点(t1)で抽出し、印刷機に属していない測定装置で測定することによって、前記色測定値(xist)を操作員によって求める、請求項1記載の方法。
- 前記比較値(xist−xsoll)に対する閾値を、前記色測定値(xist)および前記色目標値(xsoll)を検出した時点(ti)に応じて決定し、この閾値を越えたときに初めて調整量変化(Δyi)を実行する、請求項1記載の方法。
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