プリントズレを最小化するためのテンション制御とスクリーン調整法

プリントズレを最小化するためのテンション制御とスクリーン調整法

はじめに：プリントズレの現場課題とその重要性

製造業の現場では、印刷工程において「プリントズレ」による品質低下が長年の課題となっています。
特に精密機器や電子部品、包装材などの分野で、わずかなズレが歩留まりや市場クレームに直結するため、現場担当者や管理職は神経を尖らせて取り組んでいます。
しかし、業界には昭和から続く慣習やアナログな作業も根強く残っており、「なぜズレるのか」「どう防ぐのか」を現場目線から体系立てて共有する機会が意外と不足しています。
本記事では、長年の現場経験とラテラルシンキングをもとに、プリントズレ発生メカニズム、テンション制御とスクリーン調整の技術的ポイント、さらに現場に浸透させやすいノウハウを徹底的に解説します。

なぜプリントズレが起こるのか：その要因を多角的に捉える

テンション不良によるズレ

印刷工程では、基材（フィルムや紙、金属板など）をロール状に巻きだしてプリンターへ送ります。
その際、テンション制御（巻取り時の張力管理）が適切でないと、以下のようなトラブルが生じやすくなります。

– 素材が左右に蛇行する
– 基材の伸び縮みにより寸法が安定しない
– ロールの終盤や交換時に急にたるみや突っ張りが出る

これらが原因となり、一度は合っていた印刷位置が徐々にズレていきます。
特に連続印刷を行うパターン印刷や、微細な回路形成では、わずかなテンション変動も大きな問題に発展します。

スクリーンやパッドのセット誤差によるズレ

シルクスクリーン印刷やパッド印刷では、スクリーンやパッドの位置決め・固定において僅かなズレでも大きなモアレや重ね印象、模様の乱れを引き起こします。

– セット時の基準位置ずれ
– 固定治具のガタや変形
– 長時間運転による基材や治具の寸法変化（経年変化・温度膨張）などが潜在的要因です。

一度ズレてしまうと再現性をもって補正できず、不良品の山ができることも珍しくありません。

環境・作業条件由来のズレ

工場の温湿度変動やホコリ、作業者交代によるセットアップ方法の違いも無視できない要素です。
真夏や冬場の極端な環境変動、高湿度下での基材膨張、作業指導の属人化が積み重なり、設備状態は同じでも印刷ズレが発生するリスクが高まります。

テンション制御の最適化：現場で「ズレにくい」ラインを作るコツ

テンション制御の基本と自動化トレンド

テンション制御は、従来は熟練作業者による手動調整に依存していました。
ロール軸のブレーキ強弱や手で確認する感覚的な調整です。しかし、これでは長期安定生産や再現性の高い品質は確保できません。

近年は「ロードセル（張力センサ）」を活用し、PLCやDCSによる自動制御が業界標準になりつつあります。
ロードセルが基材の張力をリアルタイムで検知し、巻き取り・給紙モータが補正動作を行います。
このとき以下の点が重要です。

– センサ取付位置（張力の変化点に近い場所）
– PID制御パラメータのチューニング
– テンションフィードバックの応答速度

OEM装置だけに任せきりにせず、自社ラインの製造条件に合わせた「現場仕様」のパラメータ化が成果を左右します。

アナログ業界に根付く「ちょっとしたコツ」

現場では、どうしても微妙なテンション調整が必要なシーンが残ります。
そこで有効なのは、複数人での目視・触感チェックや、基材端面マーキングによる動きの見える化です。
「ロールの右端が常に蛇行している」「2時間経過後にテンションが下がる」などの傾向を数日観察し、段階的に調整を施します。

また、製造時間帯や設備稼働時間との相関もフロントで調べておくと、大きなトラブル回避につながります。
昭和的なカン・コツ文化も、データロガーや紙メモなど併用すれば今なお活用価値は高いです。

テンション制御自動化の失敗事例から学ぶ

デジタル制御に移行した現場でも、設定値が実際の基材特性に合っていない例がよく見受けられます。
例えば、ロール径ごとのテンション補正カーブが実ラインと乖離し、「序盤はいいが終盤でズレる」などの現象。
また、一台の装置で多品種対応する場合、品種ごとにテンション設定を誤ると一気にズレが拡大します。

こうした事例では、「月次ごとのテンションマスタ見直し」「設備更新時の基材テスト」のルール化、現場担当者参加による条件設定が有効です。
システムベンダーや設備メーカー任せきりにしない主体的な取り組みがプリントズレ削減のカギとなります。

スクリーン・パッド調整の「勘所」と現場ノウハウ

セットアップ標準化の効果と手順

スクリーンやパッドのセットアップ時は、「毎回同じ方法、同じ順序で」作業することがズレ防止に直結します。
現場標準書（SOP）を用意するだけでなく、以下4点を確実に実施します。

1. 治具・寸法ゲージの定期点検と交換履歴管理
2. セット時のマーキング箇所共有（専用マーカーシール、色分けなど）
3. 操作者ごとのクセ・バラツキ確認（新人教育時のチェックシート運用）
4. セット完了後の「第三者検証」（ダブルチェック体制）

これらを現場に根付かせるには、「なぜズレるか」の理屈と体感的な効果をOJTなどで説明しながら推進することが大切です。

スクリーンテンション（張力）の維持管理と実測方法

スクリーン印刷の場合、スクリーンのテンション（張力）は使用とともに劣化し、印刷精度低下の元凶となります。
現場では、「新品スクリーンの寿命限界」を超えて使い続けてしまう事例も珍しくありません。

そこでおすすめしたいのが、「テンションゲージ」を活用した実測管理です。
1台数万円から導入でき、張力不足を即時検出できます。
加えて、日々のテンション履歴を記録・管理し、交換タイミングをデータ化して現場メンバー全員で可視化します。

予備スクリーンの計画的な準備とあわせて棚卸しを随時行い、「使えるものだけを現場投入する」運用へ移行することが、ズレ低減に直結します。

設備経年劣化と”手触り”チェックの合わせ技

長年の稼働で治具やスクリーンフレームに「ゆがみ」や汚れ、摩耗が生じていないか確認するのも重要です。
現場管理職や熟練オペレーターによる定期的な目視点検、「手触り・指先感覚」を活かした確認作業も有効です。

設備トラブルの予兆は、わずかな音、振動、熱変化として現れます。
AIやIoT化が進む中でも、こうした昭和以来のアナログ点検手法を適度に組み合わせることが、ゼロトラブル体制につながります。

業界の今後～自動化・デジタル化とアナログ的感覚の融合

最新トレンド：AIとビッグデータ活用の波

近年、一部先進工場では画像処理AIによる「自動ズレ検出」や、ビッグデータ分析によるズレ発生予兆の早期発見が進んでいます。
多台数ラインや多拠点工場では、生産データの一元管理・即時共有で、ズレ要因の迅速切り分けも可能となっています。

ただし、装置メーカーやソフトウェアベンダー任せでは現場フレンドリーな運用にはなりません。
既存の現場ノウハウをデータ化し、一人ひとりの経験値・感覚も活かしたハイブリッド運用が求められます。

昭和からの学び：アナログ的視点の価値

多くの現場では、長年培われた「目で見て、触って、感じて分かる」アナログ的視点が今も大きな武器です。
ズレが生じた時、「どのタイミングで、どこがどう動いたか」を現場で即座にフィードバックできる人材育成は、今後も競争力の源泉です。

何事もデジタル化一辺倒ではなく、「現場の知・肌感覚」をうまくデータやマニュアルに落とし込み、若手や新入社員に継承することで、業界全体の底上げにつながります。

まとめ：プリントズレ最小化は現場知と技術革新の両輪で

プリントズレを最小化するには、テンション制御の最適化とスクリーン調整の徹底が不可欠です。
その過程で、最新の自動制御技術やデジタルツールを取り入れると同時に、現場だからこそ得られる「感覚値」や「経験則」をシステムへどう落とし込むかが今後ますます重要となります。

バイヤーやサプライヤーの皆さまには、自社だけでなくパートナーの現場への理解・協働が、最終品質向上やQCD（品質・コスト・納期）強化につながることを共有したいと思います。
この記事が現場の皆さまの日々の課題解決や、製造業全体の底上げに少しでも役立てば幸いです。