JPH10323967A

JPH10323967A - 印刷機の用紙含水率制御装置

Info

Publication number: JPH10323967A
Application number: JP9138141A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hayashi; 順一林; Toru Sudo; 亨須藤; Yasuhiro Seno; 靖弘瀬能; Masaaki Wada; 昌晃和田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】印刷機上にて印刷用紙を繰り出しながら、イン
ラインで用紙含水率を測定するとともに、その実測含水
率と適正な基準含水率との差分から自動的に給水量を調
整できるようにして、オペレータがマニュアル操作をす
ることなしに用紙含水率に起因する印刷及び印刷物の品
質不良を解消する。【解決手段】印刷機上で印刷用紙の含水率を制御する印
刷機の用紙含水率制御装置において、少なくとも、
（イ）印刷する直前の用紙１の任意位置での含水率を測
定する手段２１、（ロ）印刷及び乾燥工程を経た用紙１
に加湿する手段１７、（ハ）加湿直後の用紙１の任意位
置での含水率を測定する手段２２を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オフセット印刷機
に用いられる用紙の含水率を所定値に設定保持するため
の用紙含水率制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオフセット印刷機の印刷用紙の含
水率は、印刷オペレータが給紙機に用紙をセットする前
にオフライン上で測定を行い、印刷したものについて
は、折り機から搬出された印刷物（刷本）に対して、オ
フラインで測定を行っていた。

【０００３】オペレータは、この測定結果及び搬出され
た刷本を目視して、用紙及び刷本として含水率が多いか
少ないか、適正な含水率であるかを判断し、印刷機上の
インキ乾燥機（加熱乾燥機）の設定温度の変更や、給水
装置の用紙への給水量の変更を行っていた。

【０００４】ところが、従来の技術では下記のような問
題が生じていた。即ち、印刷用紙は入荷時に用紙を包ん
でいたワンプを取り除いてから時間が経過するにしたが
って周囲の環境湿度の影響を受けて含水率が変化し、そ
のため、入荷時の含水率通りに印刷することはできな
い。

【０００５】また、ウエブロール状の長巻き印刷用紙
は、その巻きの外側の用紙と巻芯に近い内側の用紙とで
は、一般に含水率が異なるものであり、実際にオフライ
ンによる含水率の測定では、外側の用紙しか測定が困難
であり、また、実際に内側の用紙を測定するためには、
その用紙を巻き出して内側の用紙を測定するしかなく、
実際に１本の巻き取り用紙の全長に亘って含水率を測定
することは、かなりの手間が掛かるものである。

【０００６】このようにオフラインで測定した含水率
は、現実の含水率との間にかなりの相違が生じるため、
オフラインで測定した含水率と予め設定すべき適正な含
水率との差から給水量を補正する際にその正確な補正量
が確定できず、結局、オペレータの経験値に頼らざるを
得ないということになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、印刷機上にて印刷用紙を繰り出しながら、インライ
ンで用紙含水率を測定するとともに、その実測含水率と
適正な基準含水率との差分から自動的に給水量を調整で
きるようにすることによって、オペレータがマニュアル
操作をすることなしに、印刷直前及び直後の用紙含水率
を所定値に設定して、用紙含水率に起因する印刷及び印
刷物の品質不良を解消することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、オフセット印
刷における乾燥工程及び折り・断裁工程を伴う印刷機上
で印刷用紙の含水率を制御する印刷機の用紙含水率制御
装置において、少なくとも、（イ）印刷する直前の用紙
の任意位置での含水率を測定する手段、（ロ）印刷及び
乾燥工程を経た用紙に加湿する手段、（ハ）加湿直後の
用紙の任意位置での含水率を測定する手段、（ニ）印刷
する直前の用紙の任意位置での前記含水率と、加湿直後
の用紙の任意位置での前記含水率との実測差分を求め、
予め設定した基準差分としての閾値レベルと前記実測差
分とを比較判定する手段、（ホ）その比較判定結果から
前記加湿する手段の加湿量を調整する手段、を具備する
ことを特徴とする印刷機の用紙含水率制御装置である。

【０００９】また本発明は、上記発明の用紙含水率制御
装置において、前記（イ）の手段及び（ハ）の手段が、
印刷方向に平行な同一印刷ライン上を測定する印刷機の
用紙含水率制御装置である。

【００１０】また本発明は、上記発明の用紙含水率制御
装置において、前記（イ）の手段及び（ハ）の手段が、
印刷方向に平行な同一印刷ライン上を測定できるように
印刷幅方向に移動調整可能である印刷機の用紙含水率制
御装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の印刷機の用紙含
水率制御装置を、実施の形態にしたがって以下に詳細に
説明する。

【００１２】図１は、ウエブロール状の印刷用紙１を用
いて印刷するオフセット平版印刷機（輪転印刷機）を示
し、含水率を測定するための各手段の設置位置を示す。

【００１３】ウエブロール状の用紙１の送行パスは、給
紙機１１から巻き出されて、用紙１の送行を安定化させ
るインフィードロール群１２に導入され、用紙１に対し
て各色の印刷を行う各印刷ユニット部１３に導入されて
印刷される。

【００１４】印刷された用紙１は乾燥機１４に導入され
て、加熱又は紫外線（ＵＶ）照射により熱乾燥又はＵＶ
乾燥されて、その後クーリングロール１５で冷却された
後、送行を安定化させるウエブパス部１６（アウトフィ
ードロール群）に導入されて折り機１８に導入されるも
のである。

【００１５】前記ウエブパス部１６の中には用紙加湿手
段１７があり、ここで印刷後の用紙１に対して乾燥機１
４にて、熱乾燥又は紫外線乾燥時の光源発熱により失わ
れた水分を補給する。

【００１６】印刷工程における用紙１の水分増減は、用
紙１がオフセット平版印刷方式による印刷ユニット部１
３におけるブランケット胴にて印刷される際に、そのブ
ランケット胴の非画線部に付着する水分を吸収して水分
を増大し、乾燥機１４による熱乾燥により水分を失って
減少し、次の用紙加湿手段１７にて水分を吸収する。

【００１７】前記用紙加湿手段１７は、水若しくはある
種の水溶液を霧状にして用紙１に補給して加湿するもの
で、その補給量を用紙１の全体に均一に与えるため、ゴ
ムロールに霧状の水を塗布した後に用紙１に転写して補
給する方法、あるいは霧状の水を静電気を用いて用紙１
に補給する方法がある。また、この用紙１は、印刷工程
での周囲の環境湿度によっても影響を受けて含水率が変
化することになる。

【００１８】本発明では、このような用紙１の含水率に
影響を与える部分を踏まえて、例えば、以下の場所で含
水率の測定を行うものである。

【００１９】図１において、印刷前の用紙１の含水率を
測定する含水率測定手段２１は、例えば、用紙１の蛇
行、皺の発生、送行速度の乱れなどを抑制乃至修正して
制御するインフィードロール群１２の後に設置し、印刷
前の用紙１の含水率（初期含水率）を測定し、印刷後の
用紙１の含水率を測定する含水率測定手段２２は、例え
ば、用紙加湿手段１７の後に設置して、それぞれ定点測
定する。

【００２０】前記測定手段２１は、用紙１が本来持って
いる含水率を測定するものであり、また、前記測定手段
２２は、乾燥機１４を通過した後の用紙１が用紙加湿手
段１７を通過して水分を吸収した段階で測定を行う。

【００２１】前記測定手段２１、２２による含水率の測
定方式は、送行する印刷用紙１の紙面上を測定するもの
であるが、それぞれ前記手段２１、２２の紙面上での測
定位置は、送行する印刷用紙１を横断する方向に移動さ
せる機構によって行い、その測定位置の決定は、印刷さ
れる絵柄などの位置に対応してオペレータによって決定
される。

【００２２】図２は、それぞれ測定手段２１、２２の印
刷用紙１を横断する方向に移動させる機構を示し、それ
ぞれ測定手段２１、２２はガイドフォロア２３（可動
体）に固定されており、ガイドフォロア２３は、これと
一体のブラケット２３ａに取り付けたタイミングベルト
２４（又はチェーン）の回転送行動作によって移動動作
する。

【００２３】タイミングベルト２４（又はチェーン）
は、両端のタイミングロール２８、２８（又はスプロケ
ット）に巻回され、一端の前記タイミングロール２８
は、これと同軸に取り付けたギア２７と噛合する駆動ギ
ア２６をサーボモータ（若しくはパルスモータ）など電
動モータ２５により駆動回転させることにより回転し、
これによってタイミングベルト２４は回転送行する。

【００２４】前記ガイドフォロア２３は、タイミングベ
ルト２４の送行回転によりリニアガイドレール２９に沿
って移動する。

【００２５】前記測定手段２１と、測定手段２２は、上
記構造の２基の移動機構のガイドフォロア２３にそれぞ
れ別々に取り付けられ、印刷方向に対して同一ライン上
に移動するように、電動モータ２５の主軸と同期して回
転する位置決め用のロータリーエンコーダ若しくはリニ
アガイドレール２９に取り付けたリニアエンコーダを備
え、該エンコーダとシーケンサ２７とにより電動モータ
２５を制御動作して、測定手段２１と測定手段２２と
を、印刷方向に対して同一ライン上の所定位置に移動動
作させる。

【００２６】このときに、用紙１の送行中に生じる蛇行
に関しては、前記インフィードロール群１２と、ウエブ
パス部１６とで、蛇行の矯正操作を行うようになってい
るため特に考慮する必要はない。

【００２７】以上のようにして位置決めされた含水率測
定手段２１、２２により得られる測定値は、以下のよう
にして使用される。

【００２８】印刷前の用紙１の含水率を測定する印刷前
測定手段２１は、給紙装置１１より巻き出し供給される
印刷前の用紙１の含水率Ａ（単位；％表示、若しくは少
数値表示）を測定し、これを用紙１の基準含水率とす
る。

【００２９】用紙１が各印刷ユニット１３にて印刷され
た後、乾燥機１４にて熱乾燥又はＵＶ乾燥されるもので
あるが、乾燥機１４の後に設置した含水率を測定する印
刷後測定手段２２は、印刷・乾燥後の最終的な用紙の含
水率Ｂ（単位；％表示、若しくは少数値表示）を測定す
る。

【００３０】そして、測定手段２１の含水率Ａと測定手
段２２の含水率Ｂとの差分値Ｘ（単位；％表示、若しく
は少数値表示）を算出する。Ｘ＝Ａ−Ｂ

【００３１】続いて、上記差分値Ｘを補給水量値に数値
変換するために、差分値Ｘに、予め設定したゲイン値ａ
（単位；ｇ／ｍ²／％、若しくはｇ／ｍ²）を掛けて、
補給水量値α（ｇ／ｍ²）を算出する。Ｘ×ａ＝α なお、ゲイン値ａは、印刷機の種類や構造、印刷機の設
置されている環境条件などによって異なるものであり、
実際の印刷機を用いて、用紙加湿手段１７を動作状態で
実験的に印刷して得られた実測値にて算出した数値であ
る。本発明においては、ゲイン値ａは、下記範囲に設定
することが望ましい。０．５ｇ／ｍ²≦ａ≦０．９ｇ／ｍ²とする。

【００３２】実際の印刷機を用いた実測値によるゲイン
値ａの算出例を下記に示す。あるウエブ印刷用紙をオフ
セット輪転印刷機を用いて用紙加湿手段１７を補給水量
値αにて動作させて、良好な用紙送行状態を保持して、
良好な品質の印刷物を印刷しながら、測定手段２１（給
紙側）で含水率Ａを、そして、測定手段２２（乾燥後）
で含水率Ｂを計測する。

【００３３】例えば、用紙加湿手段１７による補給水量
値α＝０．３〜１．５（ｇ／ｍ²）にて印刷した際に、
良好な用紙送行状態を保持して良好な品質の印刷物が継
続印刷できた場合に、測定手段２１（給紙側）により計測された含水率Ａ・・
・・・５．０％測定手段２２（加湿後）により計測された含水率Ｂ・・
・・・４．０％とすると、Ｘ＝Ａ−Ｂ＝５．０−４．０＝１．０％となる。よって、ゲイン値ａ＝α／Ｘ＝（０．３〜１．５）／１＝０．３〜１．５（ｇ／ｍ²／％）となる。

【００３４】なお、用紙加湿手段１７を不動作状態（補
給水量値α＝０）にして印刷した際には、例えば、測定手段２１（給紙側）により計測された含水率Ａ・・
・・・５．０％測定手段２２（乾燥後）により計測された含水率Ｂ・・
・・・１．５％となる。

【００３５】そして、この補給水量値αに、用紙加湿装
置１７の現在稼働中（又は現在設定済）の給水量値Ｙ
（既存給水量値）を加算して給水量値Ｗを算出し、それ
に相当する給水量制御信号を、用紙加湿装置１７に出力
する。Ｗ＝Ｙ＋α

【００３６】上記給水量値Ｗが、用紙加湿装置１７の給
水量を制御するための給水量制御信号となり、用紙加湿
装置１７は、この給水量制御信号に基づき給水量を調整
し、印刷・乾燥後の用紙１に対して加湿動作する。この
動作は、オペレータによる印刷稼働の停止・終了指示に
よる終了信号が出力されるまで繰り返される。

【００３７】なお、用紙加湿装置１７以降に、さらに制
御データフィードバック用の含水率測定手段を設けて、
用紙加湿装置１７以降における用紙１の含水率を測定
し、この測定値を用紙加湿装置１７にフィードバックし
て、このフィードバックされた測定値に基づいて前記給
水量制御信号を修正して、この修正給水量制御信号に基
づき給水量を調整し、印刷・乾燥後の用紙１に対して加
湿動作するようにしてもよい。

【００３８】このようにして用紙加湿装置１７の制御を
行い、用紙１の含水率を所定値に安定させることによ
り、以降の折り機１８による用紙１の折丁加工、あるい
は折丁として搬出された後の刷本の製本加工における折
丁の不揃い、針抜け、背割れなどの不良を無くすことが
可能となる。

【００３９】図３は、本発明における上記測定手段２
１、２２により測定される含水率に基づく用紙加湿装置
１７の加湿制御動作の一例を示す加湿動作フローチャー
トである。

【００４０】次に、本発明における用紙含水率の測定方
式の一例について、図４（ａ）の側面図、図４（ｂ）の
平面図に基づいて以下に説明する。

【００４１】図４（ａ）に示すように、それぞれ測定手
段２１、２２は、光源部３１（ハロゲンランプなど白色
光源）と、光学フィルタ部３２と、受光部３４からな
り、光源部３１から出力された光λはフィルタ３２を通
り、印刷用紙１で反射して受光部３４（フォトセンサ）
にて受光される。なお、３３は光源部３１の光学レンズ
系を示す。

【００４２】光学フィルタ部３２は、二つの光学フィル
タが付いていて、例えば、フィルタ３５は、水分の影響
を受けない波長の光としての基準光λ1 を透過し、フィ
ルタ３６は、水分にのみ吸収される波長の光としての水
分測定光λ2 を透過する。

【００４３】受光部３４は、前記同様のフィルタ３５を
前面に取り付けた光センサと前記同様のフィルタ３６を
前面に取り付けた光センサの二つの光センサを備えてお
り、それぞれ基準光λ1 と水分測定光λ2 とを別々の受
光センサにより受光できるようになっている。

【００４４】あるいは、光学フィルタ部３２は、図４
（ａ）〜（ｂ）に示すように、回転干渉フィルタであっ
て、受光部３４の検出動作に対応して同期回転する回転
体３７に、二つの光学フィルタが付いていて、例えば、
フィルタ３５は、水分の影響を受けない波長の光として
の基準光λ1 を透過し、フィルタ３６は、水分にのみ吸
収される波長の光としての水分測定光λ2 を透過する。

【００４５】そして、受光部３４の検出動作に対応して
回転体３７を同期回転させることにより、それぞれ基準
光λ1 、水分測定光λ2 を一つの受光センサによる受光
部３４が受光できるようになっている。

【００４６】フィルタ３５を透過した基準光λ1 は、用
紙１の測定面において反射し、その測定面における粗面
度など物理的特性によって多少異なるものの、同一粗面
度を持った用紙であれば略一定な反射率を以て反射し、
受光部３４にて受光される。

【００４７】他方、フィルタ３６を透過した水分測定光
λ2 は、用紙１の測定面において反射し、その測定面に
おける粗面度など物理的特性によって多少異なるもの
の、同一含水率の用紙であれば、その含水率に対応した
光吸収量を以て吸収され、その測定面にて吸収されずに
反射した水分測定光λ2 が受光部３４にて受光される。

【００４８】このようにして、受光部３４にて受光され
た基準光λ1 による反射光は電気信号（電流値又は電圧
値）に変換されて受光量ｒ1 が得られ、水分測定光λ2
による反射光は電気信号（電流値又は電圧値）に変換さ
れて受光量ｒ2 が得られる。

【００４９】そして、基準光λ1 による反射光の受光量
ｒ1 （基準反射光の受光量）と、水分測定光λ2 による
反射光の受光量ｒ2 （水分測定光の受光量）とにより、
吸光度Ｔを算出する。Ｔ＝ｌｏｇ₁₀（ｒ1 ／ｒ2 ）

【００５０】ここで、用紙１の含水率が大きい程、光吸
収は大となって、水分測定光の受光量ｒ2 は小となり、
したがって吸光度Ｔの値は大きくなり、他方、用紙１の
含水率が小さい程、光吸収は小となって、水分測定光の
受光量ｒ2 は大となり、したがって吸光度Ｔの値は小さ
くなる。

【００５１】測定手段２１、２２にて測定されるそれぞ
れ吸光度Ｔ1 、Ｔ2 から、それぞれ含水率Ａ、Ｂを換算
するための換算式は下記のようになる。Ａ＝ｋ×Ｔ1 ＋ｂＢ＝ｋ×Ｔ2 ＋ｂなお、ｋは換算定数（単位；含水率（％）／吸光度）、
ｂは補正加算数（単位；含水率（％））であり、用紙の
種類（平滑度、均量（密度）など）によって予め実験値
より算出して設定されるもので、本発明においては特に
限定されるものではない。

【００５２】例えば、実験により求めた、ある所定のウ
エブ用紙Ｐ₁の換算定数ｋと補正加算数ｂは下記の通り
である。ｋ＝１１５．２６≒１１５ｂ＝４．１０１１≒４また、ある所定のウエブ用紙Ｐ₂の換算定数ｋと補正加
算数ｂは下記の通りである。ｋ＝１１４．９３≒１１５ｂ＝４．１０７８≒４

【００５３】

【発明の効果】本発明の印刷機の用紙含水率制御装置
は、印刷機上にて印刷用紙を繰り出しながら、インライ
ンで用紙含水率を測定するとともに、その実測含水率と
適正な基準含水率との差分値から用紙加湿装置を用いて
自動的に給水量を調整制御できるので、オフラインで測
定した含水率と予め設定すべき適正な含水率との差から
給水量を補正する際に、その正確な補正量が確定できず
オペレータの経験値に頼らざるを得ないといった従来の
含水率制御における問題を解消できる。

【００５４】また、オペレータがマニュアル操作するこ
となしに、印刷機より印刷されて搬出される印刷物（刷
本や折丁）の含水率を所定値に設定して、用紙の含水率
に起因する印刷及び印刷物の品質不良を解消できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷機の用紙含水率制御装置を説明す
る全体側面図。

【図２】（ａ）は本発明の印刷機の用紙含水率制御装置
における含水率測定手段の構造を示す平面図、（ｂ）は
その側面図。

【図３】本発明の印刷機の用紙含水率制御装置の動作フ
ローチャート。

【図４】本発明の印刷機の用紙含水率制御装置における
含水率測定方式を説明する概要図。

【符号の説明】

１…用紙１１…給紙装置１２…インフィードロール１３…印
刷ユニット１４…乾燥装置１５…クーリングロール１６…ウエ
ブパス部１７…用紙加湿装置１８…折り機１９…印刷物搬出
部２１…含水率測定手段２２…含水率測定手段２３…
可動体２４…タイミングベルト２５…モーター２６…ギア
２７…ギア２８…タイミングロール２９…リニアガイドレール３１…光源部３２…光学フィルタ部３３…光学レン
ズ系３４…受光部３５…フィルタ３６…フィルタ３７…回転体３８
…支軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和田昌晃東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オフセット印刷における乾燥工程及び折り
・断裁工程を伴う印刷機上で印刷用紙の含水率を制御す
る印刷機の用紙含水率制御装置において、少なくとも、
（イ）印刷する直前の用紙の任意位置での含水率を測定
する手段、（ロ）印刷及び乾燥工程を経た用紙に加湿す
る手段、（ハ）加湿直後の用紙の任意位置での含水率を
測定する手段、（ニ）印刷する直前の用紙の任意位置で
の前記含水率と、加湿直後の用紙の任意位置での前記含
水率との実測差分を求め、予め設定した基準差分として
の閾値レベルと前記実測差分とを比較判定する手段、
（ホ）その比較判定結果から前記加湿する手段の加湿量
を調整する手段、を具備することを特徴とする印刷機の
用紙含水率制御装置。
【請求項２】前記（イ）の手段及び（ハ）の手段が、印
刷方向に平行な同一印刷ライン上を測定する請求項１記
載の印刷機の用紙含水率制御装置。
【請求項３】前記（イ）の手段及び（ハ）の手段が、印
刷方向に平行な同一印刷ライン上を測定できるように印
刷幅方向に移動調整可能である請求項１又は請求項２記
載の印刷機の用紙含水率制御装置。