JP2008173888A - ローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙等に転写されたニップの痕跡からニップ幅を計測する方法や一対のローラ間における圧力に基づいてニップ幅の自動調整を行う方法と比較して、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができるローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法を提供する。
【解決手段】２つのローラ１０，１２の側面を撮像する。撮像された２つのローラ１０，１２の側面の画像に基づいて２つのローラ１０，１２間のニップ幅を演算する。この演算された実際のニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、演算されたニップ幅が設定ニップ幅に一致するよう、少なくとも一方のローラ１２を移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷機における２つの対向するローラ間のニップ幅を調節するためのローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法に関し、とりわけ、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができるローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法に関する。

凸版印刷機、オフセット印刷機等の印刷機におけるインキ装置には多数のローラが用いられている。オフセット印刷機におけるインキ装置の構成の一例を図５に示す。図５において、インキ壷７０のインキはインキローラ群７２を介して版胴６０の版面に供給される。版面においてパターン化されたインキ被膜は、版胴６０と圧胴６２との間に挟持された印刷用紙Ｗの紙面に転移し、このことにより印刷が行われる。

図５に示すように、インキローラ群７２は多数のローラを有している。なぜならば、インキ壷７０に存在するインキの流れ難い特性を、版面への供給に適合する流れ易い特性に改変するためである。また、他の理由としては、インキ被膜を均等に広げて所定の厚さとし、版面へのインキ供給を全面（天地左右方向）において均等化するためである。なお、図５のインキローラ群７２において、参照符号７４で示すような一重の丸のローラは金属ローラであり、参照符号７６で示すような二重の丸のローラはゴムローラである。

上述のようなインキローラ群７２の各ローラは、対向する２つのローラについて当該ローラの軸線方向においてムラ無く均一に適切なニップ圧で接触していることが好ましい。ここで、ニップ圧とはローラの接触面にかかる圧力のことである。このニップ圧に左右のムラがあるとインキの伝達にムラが生じ、印刷紙面への濃度ムラ、ローラのインキ余りによるインキの飛散等、印刷物の品質に大きな影響を及ぼす。このため、ニップ圧の管理は印刷を行う上で非常に重要である。

印刷現場において、上述のようなニップ圧は、対向する一対のローラの接触面における幅で管理される。この幅のことをニップ幅という。図６において略平行に延びる一対のローラの間でニップ部Ｎが形成されているが、図６における符号ｗがニップ幅を示している。

このニップ幅の調整は、以下の方法で行われる。すなわち、まずニップ幅の調整を行う対象となる一対のローラのうち一方のローラにインキを付着させ、ローラ接触部にインキが付いたことを確認して印刷機を停止させる。その後、一対のローラをそれぞれ緩動で回転させ、他方のローラにニップの痕跡が現れるのを目視にて確認して印刷機を停止させる。その後、他方のローラにおけるニップの痕跡を紙に転写させ、この転写された痕跡からニップ幅を計測する。そして、適正なニップ幅になるように少なくとも一方のローラの軸受部分を移動させてニップ幅の調整を行う。その際に、ローラ間の印刷方向のニップバランスをとるため、操作側と駆動側の２カ所のニップ幅を測定し、これらのニップ幅が同程度であることを確認する。このような一連の作業は適正なニップ幅になるまで繰り返して行われる。

しかしながら、上述のような従来のニップ幅の調整方法には以下の問題点がある。すなわち、ニップ幅の測定および調整に時間がかかり、またニップ幅を適正値に調整するにあたり作業者の経験を要する。また、他の問題点としては、紙に転写されたニップ幅の痕跡はローラ上のインキ膜厚量により変化し、誤差が生じやすく、また温度変化によりインキ膜厚量は変わってしまうため、高い精度でニップ幅を測定することができないことが挙げられる。

このようなニップ幅の調整に関する問題に対して、ＣＣＤセンサによりニップ幅を感知し、測定し易い部位に角度を決める機能を搭載した印刷ユニットが開示されている（例えば、特許文献１等参照）。このような装置では、ニップ幅の測定を容易にし、また経験の少ない作業者でもニップ幅を簡単に測定することができるようになるという利点がある。しかしながら、特許文献１に示すような印刷ユニットにおいても、ニップ幅の痕跡を調整する方法については従来と変わらない。このため、ニップ幅の痕跡がローラ上のインキ膜厚量により変化し、誤差が生じやすく、また温度変化によりインキ膜厚量は変わってしまうため、高い精度でニップ幅を測定することができないという上述の問題は解決することが困難である。

また、他の方法としては、ローラに圧力センサを取り付け、アクチュエータによりニップ幅の自動調整を行う装置が開示されている（例えば、特許文献２等参照）。このような装置によれば、ニップ幅の測定、調整における時間を短縮することができる。しかしながら、ゴムローラにおいてゴムの収縮や硬化が経時変化により生じるため、ローラ間の圧力を均一にしてもインキの伝達が均一に行われるとは限らない。このため、ニップ幅の調整が精度良く行われないことが生じるおそれがある。

特開２００２−３３１６４５号公報 特開２００２−１３７３６５号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、紙等に転写されたニップの痕跡からニップ幅を計測する方法や一対のローラ間における圧力に基づいてニップ幅の自動調整を行う方法と比較して、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができるローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法を提供することを目的とする。

本発明のローラニップ管理装置は、印刷機における２つの対向するローラ間のニップ幅を調節するためのローラニップ管理装置であって、前記２つのローラのうち少なくとも一方のローラを移動させるアクチュエータと、前記２つのローラの側方に設置され、これらの２つのローラの側面を撮像する撮像器と、前記撮像器により撮像された前記２つのローラの側面の画像に基づいてこれらの２つのローラ間のニップ幅を演算するニップ幅演算部と、前記ニップ幅演算部により演算されたニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、前記演算されたニップ幅が前記設定ニップ幅に一致するよう前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備えたことを特徴とする。

このようなローラニップ管理装置によれば、２つのローラの側面を撮像し、撮像された２つのローラの側面の画像に基づいて２つのローラ間のニップ幅を演算し、この演算された実際のニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、演算されたニップ幅が設定ニップ幅に一致するよう、少なくとも一方のローラを移動させるようになっている。このことにより、ニップ幅の調整を行うにあたり、紙等に転写されたニップの痕跡からニップ幅を計測する方法や一対のローラ間における圧力に基づいてニップ幅の自動調整を行う方法と比較して、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができるようになる。

本発明のローラニップ管理装置においては、前記２つのローラの側方であって前記撮像器とは反対側の位置に照明器が設置されており、前記撮像器により前記２つのローラの側面が撮像される際に、前記照明器により当該２つのローラに対して撮像方向とは逆の方向から光が照らされることにより、得られる画像が逆光により白黒画像となることが好ましい。このことにより、ニップ幅演算部において２つのローラ間のニップ幅を演算する際に、当該白黒画像について２値化処理が容易となる。

本発明のローラニップ管理装置においては、前記設定ニップ幅を記憶するための記憶部を更に備え、前記撮像器により撮像された前記２つのローラの側面の画像、前記ニップ幅演算部により演算された２つのローラ間のニップ幅、あるいは前記アクチュエータ制御部による前記アクチュエータの制御量が前記記憶部に記憶されるようになっていることが好ましい。

本発明のローラニップ管理装置においては、前記アクチュエータ制御部に対して、前記アクチュエータによる前記ローラの移動量を手動でも入力することができるようになっていることが好ましい。このことにより、作業者は演算されたニップ幅に基づくとともに、作業者の目視による実際の状況に応じて２つのニップ間のニップ幅を調整することができるようになり、より精度良くニップ幅の調整を行うことができるようになる。

本発明のローラニップ管理方法は、印刷機における２つの対向するローラ間のニップ幅を調節するためのローラニップ管理方法であって、前記２つのローラの側面を撮像する工程と、撮像された前記２つのローラの側面の画像に基づいてこれらの２つのローラ間のニップ幅を演算する工程と、前記演算されたニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、前記演算されたニップ幅が前記設定ニップ幅に一致するよう、前記２つのローラのうち少なくとも一方のローラを移動させる工程と、を備えたことを特徴とする。

このようなローラニップ管理方法によれば、２つのローラの側面を撮像し、撮像された２つのローラの側面の画像に基づいて２つのローラ間のニップ幅を演算し、この演算された実際のニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、演算されたニップ幅が設定ニップ幅に一致するよう、少なくとも一方のローラを移動させるようになっている。このことにより、ニップ幅の調整を行うにあたり、紙等に転写されたニップの痕跡からニップ幅を計測する方法や一対のローラ間における圧力に基づいてニップ幅の自動調整を行う方法と比較して、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができるようになる。

本発明のローラニップ管理方法においては、前記２つのローラの側面を撮像する際に、当該２つのローラに対して撮像方向とは逆の方向から光が照らされることにより、得られる画像が逆光により白黒画像となることが好ましい。このことにより、２つのローラ間のニップ幅を演算する際に、当該白黒画像について２値化処理が容易となる。

本発明のローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法によれば、ニップ幅の調整を行うにあたり、紙等に転写されたニップの痕跡からニップ幅を計測する方法や一対のローラ間における圧力に基づいてニップ幅の自動調整を行う方法と比較して、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は、本発明によるローラニップ管理装置の一の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本実施の形態におけるローラニップ管理装置の構成の概略を示す概略図であり、図２は、図１のローラニップ管理装置の撮像器により撮像された２つのローラの側面の画像であり、図３は、図１のローラニップ管理装置のニップ幅演算部において、図２に示す画像からニップ幅を演算する際に用いられる分布図である。また、図４は、図１に示すローラニップ管理装置における動作を示すフローチャートである。
なお、本実施の形態におけるローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法は、印刷機における２つの対向するローラ間のニップ幅を調節するためのものである。

図１に示すように、本実施の形態におけるローラニップ管理装置は、対向する２つのローラ１０，１２のうち一方のローラ１２を、図１において例えばＹ軸方向に延びるような当該ローラ１２の軸線に直交する鉛直面における水平方向（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸アクチュエータ２０と、前述の鉛直面における鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸アクチュエータ２２と、これらの２つのローラ１０，１２の側方に設置され、ローラ１０，１２の側面を撮像する撮像器２４とを備えている。なお、対向する２つのローラ１０，１２は、一方がゴムローラであり他方が金属ローラとなっており、これらのローラ１０，１２の間にはニップ部Ｎが形成されている。また、２つのローラ１０，１２の側方であって、撮像器２４とは反対側の位置に照明器２６が設置されている。また、図１に示すように、本実施の形態のローラニップ管理装置には、撮像器２４により撮像された画像に基づいて２つのローラ１０，１２間のニップ幅を演算するニップ幅演算部３０と、ニップ幅演算部３０により演算されたニップ幅を表示する表示部３２と、ニップ幅演算部３０により演算されたニップ幅に基づいてＸ軸アクチュエータ２０およびＺ軸アクチュエータ２２を制御するアクチュエータ制御部３４と、設定ニップ幅を記憶するための記憶部３６とが設けられている。ニップ幅演算部３０、表示部３２、アクチュエータ制御部３４および記憶部３６により、ローラニップ管理装置の制御機構４０が構成されている。

以下、このようなローラニップ管理装置の各構成要素について詳述する。

Ｘ軸アクチュエータ２０およびＺ軸アクチュエータ２２は、それぞれ、対向する２つのローラ１０，１２のうち一方のローラ１２を当該ローラ１２の軸心に直交する水平方向（Ｘ軸方向）および鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動させるものである。これらのアクチュエータ２０，２２はそれぞれ制御機構４０のアクチュエータ制御部３４に通信接続されており、当該アクチュエータ制御部３４により制御されるようになっている。

撮像器２４は例えばＣＣＤカメラからなり、ローラ１０，１２の側面を側方から撮像して一枚の画像を形成するようになっている。また、照明器２６はローラ１０，１２に対して撮像器２４とは反対側の位置に設けられており、ローラ１０，１２の側面を光により照らすようになっている。ここで、照明器２６は、撮像器２４による撮像方向とは逆の方向から光を照らすようになっており、このため、図２に示すように、撮像器２４により得られるローラ１０，１２の側面の画像は逆光によって白黒画像となる（すなわち、図２における斜線部分が影となる）。このことにより、当該白黒画像について２値化処理が容易となる。なお、図２に示すように、撮像器２４により撮像される白黒画像は、ローラ１０，１２間のニップ部Ｎがほぼ横方向に延びるような画像となる。

ニップ幅演算部３０は、撮像器２４により撮像された２つのローラ１０，１２の側面の白黒画像に基づいて、これらの２つのローラ１０，１２間のニップ幅を演算するようになっている。ニップ幅演算部３０によるニップ幅の具体的な演算方法について図２および図３を用いて説明する。図２に示す白黒画像について、横軸における白色画像の画素の数および黒色画像の画素の数をそれぞれ算出し、これらの各色画像の画素の分布図を作成する。すなわち、図２において、わずかな間隔を空けて横方向に延びる２本の二点鎖線の間の領域における白色画像の画素の数および黒色画像の画素の数をそれぞれ算出する。そして、この２つの二点鎖線を図２の上下方向に動かしながら上下方向の各位置における白色画像の画素の数および黒色画像の画素の数をそれぞれ算出し、図３に示すような白色画像の画素の数を横軸、黒色画像の画素の数を縦軸とする分布図を作成する。ここで、図３に示す分布図において黒色画像の画素の数が最も少ない部分（図３において符号Ａで示される部分）は、ローラ１０，１２間のニップ部Ｎにおいて検出された画素である。このことにより、図３の符号Ａの部分における黒色画像の画素の数からニップ幅を算出する。この際に、図３の分布図によりニップ幅を算出するために、あらかじめ、撮像器２４により撮像される画像のスケールと実際の各ローラ１０，１２のスケールとを、例えば「１画素＝０．０５ｍｍ」のように合わせておく必要がある。図３においては、符号Ａの部分における黒色画像の画素の数は８つであるので、ニップ幅は０．４ｍｍとなる。

表示部３２は例えばタッチパネルからなり、ニップ幅演算部３０により演算されたニップ幅を表示するようになっている。このことにより、作業者は実際のニップ幅を表示部３２にて確認することができるようになる。

アクチュエータ制御部３４は、ニップ幅演算部３０により演算されたニップ幅と、予め設定された設定ニップ幅とを比較し、演算されたニップ幅が設定ニップ幅に一致するようＸ軸アクチュエータ２０およびＺ軸アクチュエータ２２を制御するようになっている。具体的には、Ｘ軸アクチュエータ２０およびＺ軸アクチュエータ２２に、ローラ１２の移動量（制御量）を指示するようになっている。ここで、設定ニップ幅は記憶部３６に記憶されており、この記憶部３６からアクチュエータ制御部３４へ設定ニップ幅に関する情報が伝達されるようになっている。アクチュエータ制御部３４から伝達された移動量に基づいてＸ軸アクチュエータ２０およびＺ軸アクチュエータ２２がローラ１２をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させることにより、ローラ１０，１２間のニップ幅を変更することができる。

また、記憶部３６には、撮像器２４により撮像された２つのローラ１０，１２の側面の白黒画像に関する情報、ニップ幅演算部３０により算出された２つのローラ１０，１２間のニップ幅に関する情報、あるいはアクチュエータ制御部３４によるアクチュエータ２０，２２の制御量（すなわちローラ１２の移動量）に関する情報が送られ、この情報を記憶するようになっている。この記憶部３６に記憶された上述の履歴は表示部３２で表示可能となっており、作業者は表示部３２で履歴を確認することができるようになっている。

次に、上述のようなローラニップ管理装置の動作（ローラニップの管理方法）を、図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、図４のＳｔｅｐ１に示すように、撮像器２４によりローラ１０，１２の側面を側方から撮像して図２に示すような一枚の画像を形成する。この際に、照明器２６によりローラ１０，１２に対して撮像方向とは逆の方向から光を照らすことにより、得られる画像が逆光によって白黒画像となる。このときに、ローラ１０，１２上にインキがない状態（ローラ１０，１２の洗浄後）、またはローラ１０，１２上のインキ膜厚が薄い状態となっていることが好ましい。インキ膜厚が厚いと、後述するニップ幅の測定において誤差が生じるおそれがあるからである。

次に、図４のＳｔｅｐ２に示すように、ニップ幅演算部３０において、撮像された白黒画像に基づいてニップ幅を演算する。このニップ幅を演算するにあたり、前述のように図３に示すような白色画像の画素の数と黒色画像の画素の数との分布図が用いられる。

次に、図４のＳｔｅｐ３に示すように、アクチュエータ制御部３４において、ニップ幅演算部３０により演算された実際のニップ幅と、予め設定された設定ニップ幅との比較を行う。ここで、これらの２つのニップ幅の間に差異がなければ、Ｓｔｅｐ６に示すようにローラ１０，１２間の実際のニップ幅が所望の値であることが確認され、ローラニップ管理装置による動作が終了する。一方、上述の２つのニップ幅の間に差異がある場合には、Ｓｔｅｐ４に示すようにアクチュエータ制御部３４において実際のニップ幅と設定ニップ幅との差を算出し、この差に基づいてローラ１２のＸ軸、Ｚ軸におけるそれぞれの移動量を算出する。

その後、アクチュエータ制御部３４からＸ軸アクチュエータ２０、Ｚ軸アクチュエータ２２にそれぞれローラ１２の移動量に関する情報が伝達される。そして、図４のＳｔｅｐ５に示すように、Ｘ軸アクチュエータ２０およびＺ軸アクチュエータ２２は、それぞれ、アクチュエータ制御部３４から送られた情報に基づいてローラ１２をＸ軸およびＺ軸方向に各々移動させる。

その後、図４のフローチャートに示すように、撮像器２４によりローラ１０，１２の側面が再び撮像され、実際のニップ幅と設定ニップ幅とが一致するまで図４のＳｔｅｐ１〜５に示す動作が繰り返し行われる。

以上のように本実施の形態のローラニップ管理装置およびローラニップ管理方法によれば、２つのローラ１０，１２の側面を撮像し、撮像された２つのローラ１０，１２の側面の画像に基づいて２つのローラ１０，１２間のニップ幅を演算し、この演算された実際のニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、演算されたニップ幅が設定ニップ幅に一致するよう、ローラ１２を移動させるようになっている。このことにより、ニップ幅の調整を行うにあたり、紙等に転写されたニップの痕跡からニップ幅を計測する方法や一対のローラ間における圧力に基づいてニップ幅の自動調整を行う方法と比較して、ニップ幅の調整を簡易かつ精度良く行うことができるようになる。

なお、本実施の形態によるローラニップ管理装置は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。例えば、アクチュエータ制御部３４に対して、各アクチュエータ２０，２２によるローラ１２の移動量を手動でも入力することができるようになっていてもよい。この場合には、作業者は例えば表示部３２に表示されたニップ幅に基づくとともに、作業者の目視による実際の状況に応じてこれらのニップ１０，１２間のニップ幅を調整することができるようになり、より精度良くニップ幅の調整を行うことができるようになる。

また、ローラニップ管理装置において、Ｘ軸アクチュエータおよびＺ軸アクチュエータが２つの対向するローラ１０，１２のうち一方のローラ１２のみに設けられているものに限定されることはなく、２つのローラ１０，１２両方にそれぞれＸ軸アクチュエータおよびＺ軸アクチュエータが設置されるようになっていてもよい。この場合、ニップ幅演算部３０により演算されたニップ幅に基づいて２つのローラ１０，１２間の実際のニップ幅を調整する際に、ローラ１２のみならずもう一方のローラ１０をも移動させることにより実際のニップ幅の調整を行うことができるようになる。

本発明の一の実施の形態におけるローラニップ管理装置の構成の概略を示す概略図である。 図１のローラニップ管理装置の撮像器により撮像された２つのローラの側面の画像である。 図１のローラニップ管理装置のニップ幅演算部において、図２に示す画像からニップ幅を演算する際に用いられる分布図である。 図１に示すローラニップ管理装置における動作を示すフローチャートである。 オフセット印刷機におけるインキ装置の構成の一例を示す図である。 一対のニップ間のニップ幅を説明するための図である。

符号の説明

１０，１２ ローラ
２０ Ｘ軸アクチュエータ
２２ Ｚ軸アクチュエータ
２４ 撮像器
２６ 照明器
３０ ニップ幅演算部
３２ 表示部
３４ アクチュエータ制御部
３６ 記憶部
４０ 制御機構
６０ 版胴
６２ 圧胴
７０ インキ壷
７２ インキローラ群
７４ 金属ローラ
７６ ゴムローラ

Claims (6)

1. 印刷機における２つの対向するローラ間のニップ幅を調節するためのローラニップ管理装置であって、
   前記２つのローラのうち少なくとも一方のローラを移動させるアクチュエータと、
   前記２つのローラの側方に設置され、これらの２つのローラの側面を撮像する撮像器と、
   前記撮像器により撮像された前記２つのローラの側面の画像に基づいてこれらの２つのローラ間のニップ幅を演算するニップ幅演算部と、
   前記ニップ幅演算部により演算されたニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、前記演算されたニップ幅が前記設定ニップ幅に一致するよう前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
   を備えたことを特徴とするローラニップ管理装置。
2. 前記２つのローラの側方であって前記撮像器とは反対側の位置に照明器が設置されており、
   前記撮像器により前記２つのローラの側面が撮像される際に、前記照明器により当該２つのローラに対して撮像方向とは逆の方向から光が照らされることにより、得られる画像が逆光により白黒画像となることを特徴とする請求項１記載のローラニップ管理装置。
3. 前記設定ニップ幅を記憶するための記憶部を更に備え、
   前記撮像器により撮像された前記２つのローラの側面の画像、前記ニップ幅演算部により演算された２つのローラ間のニップ幅、あるいは前記アクチュエータ制御部による前記アクチュエータの制御量が前記記憶部に記憶されるようになっていることを特徴とする請求項１または２記載のローラニップ管理装置。
4. 前記アクチュエータ制御部に対して、前記アクチュエータによる前記ローラの移動量を手動でも入力することができるようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のローラニップ管理装置。
5. 印刷機における２つの対向するローラ間のニップ幅を調節するためのローラニップ管理方法であって、
   前記２つのローラの側面を撮像する工程と、
   撮像された前記２つのローラの側面の画像に基づいてこれらの２つのローラ間のニップ幅を演算する工程と、
   前記演算されたニップ幅と予め設定された設定ニップ幅とを比較し、前記演算されたニップ幅が前記設定ニップ幅に一致するよう、前記２つのローラのうち少なくとも一方のローラを移動させる工程と、
   を備えたことを特徴とするローラニップ管理方法。
6. 前記２つのローラの側面を撮像する際に、当該２つのローラに対して撮像方向とは逆の方向から光が照らされることにより、得られる画像が逆光により白黒画像となることを特徴とする請求項５記載のローラニップ管理方法。

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