JP2017144617A - 凹版印刷機の圧胴位置制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 版胴に対する適正な圧胴位置を自動制御する凹版印刷機の圧胴位置制御装置を提供する。【解決手段】 版胴、インキ着肉ローラ、ワイピングローラ、圧胴を備えた凹版印刷機において、機械のフレームに止着され圧胴の軸方向に平行して配された支軸と、支軸に存し圧胴の相対位置を検出する検出器と、検出器に接続された検出装置と、検出装置に接続され版胴に対する圧胴を所定の相対位置へと移動させる駆動機構を有する制御装置とを少なくとも備えている圧胴位置制御装置である。検出装置は、検出器により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置と、あらかじめ設定した基準値を記憶する基準値記憶装置と、検出値と基準値を比較・解析する解析装置とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、凹版印刷機において、版胴に対する適正な圧胴位置を自動で制御する圧胴位置制御装置に関するものである。

一般に凹版印刷機は図８に示すような態様であり、インキつぼ（４）からのインキがインキ着肉ローラ（３）を介して版胴（２）に装着された凹版版面（図示せず）へ供給され、ワイピングローラ（１５）にて凹版版面の余剰インキを拭き取り、その後、圧胴（１）との接触面にシートを介在及び通過させることで凹版印刷が施される。そして、輪転式の凹版印刷機では印刷品質を低下させる切欠部（１６）の衝撃影響を回避させるため、印刷ユニットの互いに隣接する胴が、胴と強固に連結したベアラを有している。

凹版印刷機は、その特徴である豊かな階調表現を実現するため、凹版版面に深い画線や浅い画線を混在させており、インキの転移を確実にするために汎用のオフセット平版印刷機よりも高い押圧力を供している。また、凹版印刷機における版胴に対する圧胴の押圧力は、版胴と圧胴との芯間距離とそれぞれの仕立て量を含む胴径からのオーバーラップ量にて表現される。

凹版印刷機を用いて印刷を開始すると、圧胴は、圧胴の仕立て材として使用されるパッキング材がある程度沈み込むまでに生じる過剰なオーバーラップ量による胴逃げや高速回転する圧胴自体に生じる遠心力による胴逃げが発生するなど、版胴に対する圧胴の芯間距離が大きくなる傾向となり、適正な押圧力を供することが困難となる。

この胴逃げに対処するため、オペレータは頻繁に凹版印刷製品を観察し、淡刷又は濃刷を目視判断し、ときに版胴と圧胴との芯間距離を芯間調整ハンドルにて手動操作することで適正な版胴に対する圧胴の押圧力を充足させている。この調整には長年の経験に基づく習熟性が必要となるほか、必ずしも精緻な調整が実現できるものではないことから多少なりとも製品品質にばらつきを生じさせている。

かかる公知技術として、版胴に対する圧胴、版胴に対するインキ着肉ローラ及び版胴に対するワイピングローラの押圧力のうち少なくとも一つを検出するための押圧力検出器具を、凹版版面の裏面に設ける方法がある。押圧力検出器具の一例としてひずみゲージを設け、そのひずみゲージによって版胴が１回転する間に版胴に対する圧胴、版胴に対するインキ着肉ローラ及び版胴に対するワイピングローラの押圧力のうち少なくとも一つを検出する凹版印刷機の押圧力検出方法及びその検出システムを本出願人は出願している（特許文献１参照）。

また、シリンダに少なくとも一つ以上のシリンダギャップ部を有する輪転印刷機において、シリンダギャップ部に少なくとも一つ以上の検出装置を設置した輪転印刷機であるほか、検出装置は対向するシリンダ間における押圧力を測定する押圧力測定装置、シリンダの仕立て材の厚み量を測定する胴仕立て測定装置、シリンダ表層形状を観察する表面観察装置のうち、少なくとも一つ以上の検出装置を備える輪転印刷機を本出願人は出願している（特許文献２参照）。

特開２００５−３１３５０５号公報 特開２００８−１３２６０３号公報

特許文献１の技術は、凹版印刷機における版胴対圧胴、版胴対インキ着肉ローラ及び版胴対ワイピングローラの押圧力を一つの手段で、かつ共通の尺度で検出することができるため、これら各ローラ間の押圧力を正確に検出することができる。また、版胴が一回転する間に版胴に対する圧胴、インキ着肉ローラ、ワイピングローラのそれぞれの押圧力をリアルタイムにて検出でき、更に相互が直接接触する箇所にひずみゲージを設けるため、接触する部分の応力ひずみを正確に検出でき、印刷品質に多大な影響を及ぼす印刷用紙へのインキ転移量を正確に把握することができる。

しかしながら、特許文献１の技術は、ひずみゲージからの測定データを電波により送受信していることから、印刷中においては多くのノイズを含むことになり、精緻かつ適正な検出値を得ることが困難である。また、少なからずシリンダ形状を加工することになり、大掛かりで多大なコストが必要となることから汎用性に乏しい。

また、特許文献２の技術は、対向するシリンダ間における接触状態を把握でき、任意設定した数値に制御管理することができることから、製品品質のバラツキが抑制でき、品質の良い製品を連続的に製造し続けることができる。また、シリンダの温度変化や仕立て材の沈みによるシリンダ仕立て量の変化を確実に把握できることから、用紙、版面に見合った最適なセッティングを施すことができ、押圧力過剰による印刷製品へのにじみの発生や押圧力不足による図柄の欠けといった不具合の発生を抑制することができる。

しかしながら、特許文献２の技術は、高速回転するシリンダに検出装置を備えており、検出値にノイズが発生することは避けられない。本技術を活用した場合、大まかな管理は可能であるものの精緻な検出値の把握やその検出値による押圧力の管理には不向きである。

いずれの先行技術も検出値にノイズを含むことから、版胴に対する圧胴の相対位置管理、換言すれば版胴に対する圧胴の精緻な押圧力管理には少なからず改善の余地がある。

前述の課題を解決するために、本発明における凹版印刷機の圧胴位置制御装置は、凹版版面を装着した版胴と、凹版版面にインキを供給するインキ着肉ローラと、凹版版面上の余剰インキを拭き取るワイピングローラと、版胴に対向して配され版胴に指向し印圧を供しながら協働する圧胴とを備えた凹版印刷機において、機械のフレームに止着され圧胴の軸方向に平行して配された支軸と、支軸に存し圧胴の相対位置を検出する検出器と、検出器に接続され検出器により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置と、あらかじめ設定した基準値を記憶する基準値記憶装置と、検出値と基準値とを比較・解析する解析装置とを備える検出装置と、検出装置に接続され解析装置の結果を基に版胴に対する圧胴を所定の相対位置へと移動させる駆動機構を有する制御装置とを備えている。

また、本発明の凹版印刷機の圧胴位置制御装置における検出器は、圧胴のベアラ上方に存し、圧胴の軸方向に対してほぼ鉛直に配される。

また、本発明の凹版印刷機の圧胴位置制御装置における検出器は、変位センサである。

また、本発明の凹版印刷機の圧胴位置制御装置における検出器を付設させる支軸は、形状記憶素材により形成される。

さらに、本発明の凹版印刷機の圧胴位置制御装置は、検出器が検出する対象を放射束２０乃至５０Ｊ／ｓｅｃの光量にて照射する光照射器を、検出器の近傍に新たに付設させている。

本発明における凹版印刷機の圧胴位置制御装置を用いることで、版胴に対する圧胴の相対位置を確実に制御できることから、凹版印刷に必要な押圧力を均等かつ継続して付与し続けることができ、印刷製品における品質の安定化が図れる。加えて、押圧力不足による損紙の発生が大幅に抑制できることから、生産コストの低廉化に寄与できる。

また、版胴に対する圧胴の芯間位置調整が自動で行えることから、これまでオペレータにより頻繁に実施されていた、版胴に対する圧胴の芯間位置調整を行う必要がなくなり、作業性の改善が図れる。

さらに、版胴に対する圧胴の押圧力調整に係る、長年の経験に基づく習熟性が不要になることから、誰しもが容易に良質な凹版印刷製品を連続して製造し続けることができるなど、版胴に対する圧胴の押圧力付与に関するあらゆる課題が解決できる。

本発明の凹版印刷機の圧胴位置制御装置を示す概略図である。 本発明の圧胴の逃げ状態を説明する概略図である。 本発明の検出器のセンシング態様を示す断面模式図である。 本発明の検出器のセンシングを説明する断面模式図である。 本発明の検出器の取設態様の一例を示す概略図である。 本発明の検出器より得られた測定値の一例を示す図である。 本発明の圧胴位置制御の一例を示すフロー図である。 一般的な凹版印刷機の概略図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、本願発明は以下に述べる実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載における技術的思想の範囲内であれば、その他様々な形態がある。

本発明を実施するための形態を、図１に示す凹版印刷機の圧胴位置制御装置を示す概略図、図２に示す圧胴の逃げ状態を説明する概略図、図３に示す検出器のセンシング態様を示す断面模式図、図４に示す検出器のセンシングを説明する断面模式図、また図５に示す検出器の取設態様の一例を示す概略図を参照して詳細に説明する。

最初に、一般的な凹版印刷機は図８に示すように、インキつぼ（４）からのインキがインキ着肉ローラ（３）を介して版胴（２）に装着された凹版版面（図示せず）へ供給され、版胴（２）に対向する位置に配されたワイピングローラ（１５）にて凹版版面の余剰インキを拭き取る。その後、版胴（２）に協働し、印刷に必要な押圧力である印圧を供する圧胴（１）との接触面にシートを介在及び通過させることで、凹版印刷が施される。ここで、版胴、圧胴及びワイピングローラの回転方向は図中に示すとおりである。

一方、図１に示す本発明の凹版印刷機の圧胴位置制御装置は、版胴（２）に対する圧胴（１）の相対位置を検出する検出器（５）を、版胴（１）の上方かつ軸芯に指向するように配している。ここで、検出器（５）は精緻な測定精度を得るために変位センサを用いることが望ましいがこれに限定するものではなく、例えば汎用の光学式測距センサ、又は電磁波測距センサなど、版胴に対する圧胴の相対位置が検出できれば足りる。

検出器（５）は、検出した検出値を記憶する検出値記憶装置（９）、あらかじめ設定した基準値を記憶する基準値記憶装置（１０）及び検出値と基準値とを比較・解析する解析装置（１１）を備える検出装置（６）を接続している。また、検出装置（６）は制御装置（７）に接続され、その制御装置（７）は機械式又は電気式の駆動機構（８）を有しており、版胴（２）に対する圧胴（１）を所定の相対位置へと移動させる。この移動は、検出装置（６）が有する解析装置（１１）の結果を基に、制御装置（７）からの指令にて行われる。

図２に示すように、圧胴（１）は印刷を開始すると過剰なオーバーラップ量による胴逃げや遠心力による胴逃げが発生し、版胴（２）との芯間距離が領域ａから領域ｂへと大きくなる。この圧胴（１）と版胴（２）との芯間距離を検出器（５）にて検出し、検出装置（６）を経て制御装置（７）へ検出結果を伝播させ、制御装置（７）の指令により駆動機構（８）を稼働させることで、任意に設定した適正な圧胴位置へ移動させ、再び圧胴（１）と版胴（２）の芯間距離が領域ａとなる。

ここで、図３に示すように、検出器（５）は圧胴（１）に平行して配され両端を機械フレーム（１７）に止着した支軸（１２）に取設されており、支軸上を自在に移動させることができる。また、支軸（１２）は、熱や振動によって生じる態様変化による検出の不安定化を避けるため、あらかじめ設定した形状に変形するマルテンサイト変態の性質を有する、例えば、鉄−マンガン−ケイ素合金、ニッケル又はチタンといった形状記憶素材により形成されることが好ましい。

図４に示すように、検出器（５）は、圧胴（１）の両端に存するベアラ（１４）の上方にあって、ほぼ鉛直に配されることが望ましい。検出器（５）が鉛直配置でない場合、検出器（５）による検出値が安定せず、誤差が生じることがある。ここで、ベアラとは「胴枕」とも称するものであり、一般に胴の両端にある金属製の支持体を指しており、対向する互いの胴に接触させて印刷することで押圧力を一定に保つものである。

また、検出器（５）の近傍には、検出器（５）が検出する対象を放射束２０乃至５０Ｊ／ｓｅｃの光量にて照射する光照射器（１３）を付設させる場合もある。図４において光照射器（１３）は検出器（５）を取設している支軸（１２）と同軸上に配しているが、これに限らず、光照射器（１３）は検出器（５）の近傍にて固定できれば足りることから、必ずしも支軸（１２）に配する必要はない。加えて、設置した個数についても図４では２個としているが、一定の照度が確保できればよく１個でもよいし２個以上の複数個を配してもよい。

光照射器（１３）による照度については、放射束２０Ｊ／ｓｅｃ以下の光量であった場合、検出器が外光の影響を受けて検出値にばらつきが発生することがあり、他方、放射束５０Ｊ／ｓｅｃ以上の光量であった場合、被対象物である金属製のベアラからのハレーションが発生する場合があり、少なからず検出値がノイズを含むことになることから有用でないことを本出願人は承知している。

さらに、図５に示すように、検出器の取設態様として支軸（１２）に冶具を配して同円弧上に複数配置する場合もある。この場合、一方の検出器（５’）ともう一方の検出器（５”）から得るそれぞれの検出値を周波数成分に分解（例えば、フーリエ変換）し、比して平均化することで更なるノイズ除去を、検出装置（６）に接続される制御装置（７）にて実施するものである。

以下、本発明を具体化した一実施例について、図１に示す凹版印刷機の圧胴位置制御装置を示す概略図、図７に示す圧胴位置制御の一例を示すフロー図及び図６に示す検出器より得られた測定値の一例を示す図を参照して説明する。

図１に示す、機械のフレームに止着され圧胴（１）の軸方向に平行して配された支軸と、支軸に存し圧胴の相対位置を検出する検出器（５）と、検出器に接続され検出器により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置（９）と、あらかじめ設定した基準値を記憶する基準値記憶装置（１０）と、検出値と基準値とを比較・解析する解析装置（１１）とを備える検出装置（６）と、検出装置に接続され解析装置の結果を基に版胴に対する圧胴を所定の相対位置へと移動させる駆動機構（８）を有する制御装置（７）とを備える圧胴位置制御装置を有する凹版印刷機を用いて、枚葉紙５万枚の印刷確認を実施した。なお、検出器には拡散反射方式のレーザ変位センサ（ＯＰＴＥＸ−ＣＤ３シリーズ；オプテッスクエフエー株式会社）を用いており、ベアラの上方２０ｍｍの位置に配した。また、検出器の近傍には３０Ｊ／ｓｅｃの放射束を供給できる光照射器を１つ配した。

図７に示す圧胴位置制御の一例を示すフロー図を基に説明する。印刷を開始すると上述した事由により圧胴の胴逃げが発生していることを確認した。ここで、圧胴の上方に配した検出器により圧胴までの距離を計測・記憶したところ、約０．０２ｍｍの胴逃げが発生していることを確認した（ＳＴＥＰ１）。次に、計測・記憶した検出値と基準値を比較したところ、胴逃げ分の０．０２ｍｍの差が生じていることを検出装置に存する解析装置にて確認しており（ＳＴＥＰ２）、制御装置に存する駆動機構を稼働させることで圧胴が所定の相対位置へと移動したことを確認した（ＳＴＥＰ３）。再び、検出器により圧胴までの距離を計測・記憶したところ、適正であったことからその駆動機構は作動せず、圧胴位置を保持していた。

次に、本実施例において検出器より得られた測定値の一例について図６を用いて説明する。横軸に時間、縦軸に距離を示している。時間の経過とともに胴逃げによる測距変動を発生していることがＸにおいて確認できる。その後、本発明の圧胴位置制御装置により版胴に対する圧胴の相対位置が元の位置まで回復していることが確認できる。ここで、図６にあるＹは塵芥によるノイズであると考えられ、解析装置にて多変量解析における外れ値として除外することでより精緻な検出が可能となる。

前述した実施例に基づいた印刷を行った結果、長期間において連続的に品質の良い凹版印刷製品を得ることができた。また、版胴に対する圧胴の相対位置は都度調整されており、要望する芯間位置、換言すれば版胴に対する適正な押圧力を供することが可能であった。加えて、版胴と圧胴間の芯間調整に関連する全ての不具合が解消できた。

１ 圧胴
２ 版胴
３ インキ着肉ローラ
４ インキつぼ
５、５’、５” 検出器
６ 検出装置
７ 制御装置
８ 駆動機構
９ 検出値記憶装置
１０ 基準値記憶装置
１１ 解析装置
１２ 支軸
１３ 光照射器
１４ 圧胴のベアラ
１５ ワイピングローラ
１６ 切欠部
１７ 機械フレーム
ａ 圧胴と版胴の芯間距離
ｂ 圧胴と版胴の芯間距離
Ｘ 胴逃げによる測距変動
Ｙ 外れ値

Claims (5)

1. 凹版版面を装着した版胴と、前記凹版版面にインキを供給するインキ着肉ローラと、前記凹版版面上の余剰インキを拭き取るワイピングローラと、前記版胴に対向して配され前記版胴に指向し印圧を供しながら協働する圧胴とを備えた凹版印刷機において、
   機械のフレームに止着され前記圧胴の軸方向に平行して配された支軸と、
   前記支軸に存し前記圧胴の相対位置を検出する検出器と、
   前記検出器に接続され前記検出器により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置と、あらかじめ設定した基準値を記憶する基準値記憶装置と、前記検出値と前記基準値とを比較・解析する解析装置とを備える検出装置と、
   前記検出装置に接続され前記解析装置の結果を基に前記版胴に対する前記圧胴を所定の相対位置へと移動させる駆動機構を有する制御装置とを備えていることを特徴とする凹版印刷機の圧胴位置制御装置。
2. 前記検出器は、前記圧胴のベアラ上方に存し、前記圧胴の軸方向に対してほぼ鉛直に配されることを特徴とする請求項１記載の凹版印刷機の圧胴位置制御装置。
3. 前記検出器は、変位センサであることを特徴とする請求項１又は２記載の凹版印刷機の圧胴位置制御装置。
4. 前記検出器を付設させる前記支軸は、形状記憶素材により形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の凹版印刷機の圧胴位置制御装置。
5. 前記検出器が検出する対象を放射束２０乃至５０Ｊ／ｓｅｃの光量にて照射する光照射器を、前記検出器の近傍に新たに付設させたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の凹版印刷機の圧胴位置制御装置。

Images