JP2001293841A - ドクター圧制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドクター圧を適正値に自動調整するためのドク
ター圧制御装置および方法を提供する。 【解決手段】印刷速度に基づいて目標ドクター圧を導出
する目標ドクター圧導出手段と、その目標ドクター圧と
なるように操作量を導出する操作量導出手段と、その操
作量を入力して版胴のドクター圧を調節するドクター圧
調節手段とを有するようにしたドクター圧制御装置。印
刷速度に基づいて版胴のドクター圧を制御するようにし
たドクター圧制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は印刷の技術分野に属
する。特に、版胴に供給された余分なインキを掻き落と
すドクターが版胴を押圧する圧力であるドクター圧を制
御する技術分野に関する。

【０００２】

【従来技術】グラビア印刷機のドクター装置において、
版胴へのドクターの着脱は、たとえば、エアシリンダー
によって行われる。この方式のドクター装置において
は、ドクターが版胴を押圧する圧力であるドクター圧
は、エアシリンダの空気圧を調節することによって行う
ことができる。このドクター圧の調節は、エアシリンダ
に供給する空気圧を、印刷機オペレータが手動操作によ
り調節することによって行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】グラビア印刷機の運転
を開始すると、印刷速度を徐々に所定の速度まで高める
操作が印刷機オペレータによって行われる。グラビア印
刷機の運転速度を高速とすると、「かぶり」という現象
が発生することがある。「かぶり」は、印刷物の白地の
部分や絵柄の薄い部分がインキによって薄汚れる現象で
ある。その原因は、版の表面においてインキの掻き落と
しが不十分であるために、インキが転移してはならない
部分にインキが転移することによる。

【０００４】この「かぶり」は、低速のときには生じて
ないため、また高速で必ず発生するとは限らないため、
印刷機オペレータによって見過ごされ易い。そのため、
発見するまでに大量の不良印刷物を印刷してしまうこと
がある。また、「かぶり」を発見した後の処置として、
印刷機オペレータによってドクター圧の調整が手動操作
によって行われる。インキの掻き落としを十分に行うた
めには、ドクター圧を高くすればよいのである。しか
し、ドクター圧をむやみに高くすると、たわみにより
ドクター角度が変化し印刷品質に悪影響する、ドクタ
ー刃先の摩耗速度が大きくなる、カスがたまり易くな
るというような問題がある。したがって、適正値への調
整は難度の高い作業である上、調整箇所は多色印刷の版
数に応じて多数となるため作業負荷が大きい。

【０００５】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものである。その目的は、ドクター圧を適正値に自
動調整するためのドクター圧制御装置および方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は下記の本発明
によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に係
るドクター圧制御装置は、印刷速度に基づいて目標ドク
ター圧を導出する目標ドクター圧導出手段と、その目標
ドクター圧となるように操作量を導出する操作量導出手
段と、その操作量を入力して版胴のドクター圧を調節す
るドクター圧調節手段とを有するようにしたものであ
る。

【０００７】本発明によれば、目標ドクター圧導出手段
により、印刷速度に基づいて目標ドクター圧が導出さ
れ、操作量導出手段によりその目標ドクター圧となるよ
うに操作量が導出され、ドクター圧調節手段によりその
操作量が入力され版胴のドクター圧が調節される。した
がって、ドクター圧を適正値に自動調整するためのドク
ター圧制御装置が提供される。

【０００８】また、本発明の請求項２に係るドクター圧
制御装置は、請求項１に係るドクター圧制御装置におい
て、目標ドクター圧導出手段は、版胴を駆動するモータ
のドクター圧によるトルクを所定の値とする印刷速度と
ドクター圧の関係から目標ドクター圧を導出するように
したものである。本発明によれば、目標ドクター圧は、
版胴を駆動するモータのドクター圧によるトルクを所定
の値とするようにして導出される。したがって、適正な
ドクター圧を実験値（実測値）として得ることができ
る。

【０００９】また、本発明の請求項３に係るドクター圧
制御装置は、請求項１または２に係るドクター圧制御装
置において、前記操作量導出手段は前記印刷速度ととも
に版胴周長に基づいて前記操作量を導出するようにした
ものである。本発明によれば、操作量の導出に当たり版
胴周長（版胴直径）の相違が考慮される。すなわち、ド
クター刃先位置の変化にともなう操作量の変化が考慮さ
れる。したがって、版胴周長の相違に対して適正なドク
ター圧を設定することができる。

【００１０】また、本発明の請求項４に係るドクター圧
制御装置は、請求項１〜３のいずれかに係るドクター圧
制御装置において、印刷速度を版胴の周長と回転速度か
ら演算する印刷速度演算手段を有するようにしたもので
ある。本発明によれば、印刷速度は版胴の周長と回転速
度から演算される。

【００１１】また、本発明の請求項５に係るドクター圧
制御方法は、印刷速度に基づいて版胴のドクター圧を制
御するようにしたものである。本発明によれば、ドクタ
ー圧を適正値に自動調整するためのドクター圧制御方法
が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のドクター圧制御装置につ
いて実施の形態により説明する。本発明のドクター圧制
御装置について構成の一例を図１に示す。図１におい
て、１は設定器、２はライン速度演算器、３はエア圧演
算器、４ａ，４ｂは電空変換器、５ａ，５ｂはエアシリ
ンダ、６ａ，６ｂはドクター、７はモータ（Ｍ）、８は
速度検出器、９ａ，９ｂは圧胴、１０ａ，１０ｂは版胴
である。また、設定器１において、１１は版胴周長、１
２はパラメータ、１３はドクター線圧である。

【００１３】設定器１は、エア圧演算器３が目標ドクタ
ー圧を演算するときに用いる演算式を設定するための設
定器である。エア圧演算器３はライン速度演算器２が出
力するライン速度（印刷速度）をその演算式の変数に代
入することにより目標ドクター圧を演算する。

【００１４】演算式の一例を関数のグラフとして図３に
示す。図３において、横軸はライン速度であり、縦軸は
エア圧（空気圧）である。目標ドクター圧に対応する量
としてエア圧が示されている。このエア圧はドクター圧
を発生させるアクチュエータであるエアシリンダに供給
する圧縮空気の圧力である。ここでは、このエア圧とド
クター圧とは区別する（印刷の現場作業では区別しない
場合が多い）。図３に示す一例においては、ライン速度
とエア圧との関係は印刷機が運転停止してライン速度が
ゼロのとき、図３に示す「初期圧」となる直線で表され
る。すなわち、エア圧はライン速度の一次関数である。

【００１５】設定器１は、この演算式を設定するための
設定器である。設定器１はその設定を行うため、図１に
示すように、版胴周長１１、パラメータ１２、ドクター
線圧１３を入力する。入力は印刷機オペレータが印刷機
端末のパーソナルコンピュータ等の入力画面において、
数値入力するか、プルダウンメニュー等から選択入力す
ることにより行われる。また、印刷品目によってそれら
のデータは決まっているから、作業指示書（ファイル）
をダウンロードするか開くときに、自動的に設定器１に
入力されるように構成することもできる。

【００１６】版胴周長１１は、前述した図３に示すエア
圧とドクター線圧１３との間における変換を正確に行う
ために用いる。ドクター圧の設定において本質的な量は
ドクター線圧（kg/cm）であるから、多くのグラビア印
刷機では、そのドクター線圧をドクター圧の設定に用い
る（ドクター圧＝ドクター線圧）。ところが、このドク
ター線圧が一定であっても、グラビア印刷機のドクター
ユニットの構造により、版胴周長１１によってエア圧は
若干の変更が必要である。その理由は、版胴周長１１
（版胴直径）が変わると、ニップ間距離、ドクター角度
を一定にするためドクターの高さ（位置）は変えられ
る。このドクターの移動機構の制約や版胴の曲率により
同じエア圧とするとドクター線圧となる版胴にかかる分
力は変わってしまう。したがって、ドクター線圧を一定
とするため版胴周長１１によってエア圧は修正される。

【００１７】また、版胴周長１１は、ライン速度が版胴
の単位時間あたりの回転数（たとえば、ＲＰＭ；revolu
tions per minute）で与えられる場合に、ライン速度を
単位時間あたりのウェブ移送距離に変換する演算で用い
られる。この演算は、設定器１の印刷速度演算手段（図
示せず）により行われる。ドクター圧を制御する本発明
においては、ドクター圧は、版胴の表面速度との関係に
よって記述される。したがって、本来は版胴の表面速度
が必要であり、それは、版胴周長１１とライン速度（Ｒ
ＰＭ）に基づいて厳密に得ることができる。ただし、通
常は、ウェブテンションによる伸び、ニップローラにお
ける滑り、等による誤差が問題とならないから、版胴の
表面速度とライン速度（単位時間あたりのウェブ移送距
離）とは一致するものとして扱う。

【００１８】パラメータ１２は、演算式を図３に示す一
次関数で表したときの直線の傾きである。また、ドクタ
ー線圧１３は、上述したように、演算式を図３に示す一
次関数で表したときのエア圧軸（ｙ軸）との交点（ライ
ン速度がゼロ）におけるエア圧、すなわち初期圧を決定
する基となる量である。これらパラメータ１２とドクタ
ー線圧１３は、熟練した印刷機オペレータが設定した適
正なドクター圧（またはエア圧）に基づいて得ることが
できる（経験値）。また、版胴を駆動するモータのドク
ター圧によるトルクを所定の値とする制約条件におい
て、印刷速度とドクター圧の関係から得ることができる
（実験値）。演算式を直線で表したときは、その直線上
の２点を前述の経験値または実験値によって得るだけで
演算式を確定することができる利点がある。

【００１９】ここで、上述の実験値、すなわち、版胴を
駆動するモータのドクター圧によるトルクを所定の値と
する制約条件において、印刷速度とドクター圧の関係か
ら目標ドクター圧を得る方法について説明する。ここ
で、ドクター圧によるトルクとは、版胴を軸回転すると
きの負荷の内で、そのドクター圧による負荷の成分に対
抗するモータのトルク（軸回転力）成分のことをであ
る。版胴を駆動するモータのトルク（モータトルク）と
ライン速度との関係をグラフとして図２に示す。図２
（Ａ）はライン速度によらずドクター圧を一定とした場
合のグラフである。また、図２（Ｂ）はライン速度に応
じて適正なドクター圧を設定した場合のグラフである。
図２（Ａ）、図２（Ｂ）において、横軸はライン速度
（版胴の表面速度）であり、縦軸はモータトルクであ
る。また、モータトルクの成分の内で伝達系によるもの
は差し引き、ドクターによるものだけが抽出されてい
る。

【００２０】図２（Ａ）に示すように、ライン速度によ
らずドクター圧を一定とした場合は、ライン速度を高速
とすることにより版胴を駆動するモータのモータトルク
が減少する。これに対して、ライン速度に応じて適正な
ドクター圧を設定した場合は、ライン速度を高速として
も版胴を駆動するモータのモータトルクは減少せず一定
である。これは、熟練した印刷機オペレータが行うドク
ター圧の設定に基づいて得られる実測データである。逆
に、そのモータトルクを一定とするようなライン速度に
応じたドクター圧は、適正なドクター圧であり、それを
目標値ドクター圧とすることができる。

【００２１】モータトルクを一定とするドクター圧が適
正なドクター圧である理由については明らかでないが、
次のように考えることができる。すでに説明したよう
に、グラビア印刷機の運転速度を高速とすると、「かぶ
り」という現象が発生することがあり、その原因は、版
の表面においてインキの掻き落としが不十分であるため
である。ドクターによってインキの掻き落としを行うと
き、インキの粘性により、版の表面のインキはドクター
を押し上げる、すなわち、版とドクターとの間に間隙を
発生させる力を作用する。運転速度を高速とするとその
力は増加して間隙が広がり、その間隙を通過するインキ
量も増加して「かぶり」を発生させることとなる。

【００２２】運転速度を高速とすることにより版とドク
ターとの間隙が増加し、その間隙に存在するインキが潤
滑作用を有することから、運転速度を高速とすることに
より版とドクターとの摩擦力は減少するものと考えられ
る。そのため、図２（Ａ）に示すように、版胴を駆動す
るモータのモータトルクは、ライン速度を高速とするこ
とにより減少するものと考えられる。

【００２３】これに対して、ライン速度に応じて適正な
ドクター圧を設定した場合は、運転速度を高速としたと
きドクター圧を増加させて間隙が広がることを押える。
そのため、その間隙を通過するインキ量の増加も押えて
「かぶり」を発生させないようにする。また、その間隙
に存在する潤滑作用を有するインキが増加することもな
いことから、ライン速度を高速としても版胴を駆動する
モータのモータトルクは減少せず一定であるものと考え
られる。

【００２４】図１に戻り、本発明のドクター圧制御装置
における設定器１についての説明を続ける。上述におい
て、設定器１が演算式を設定することを説明したが、演
算式を設定する代わりに、ライン速度と目標ドクター圧
との関係を記述したルックアップテーブルを設定しても
よい。その場合には、設定器１は、該当するルックアッ
プテーブルを参照して目標ドクター圧を得る。

【００２５】ルックアップテーブルは、前述の演算式と
同様に、熟練した印刷機オペレータが設定した適正なド
クター圧（またはエア圧）に基づいて得ることができる
（経験値）。また、版胴を駆動するモータのドクター圧
によるトルクを所定の値とする制約条件において、印刷
速度とドクター圧の関係から得ることができる（実験
値）。

【００２６】また、正常な運転が行われたときのデータ
を蓄積することで、ルックアップテーブルをより完全な
ものとするように構成することができる（学習値）。学
習途中であって、ルックアップテーブルにおけるデータ
の欠落部位については、周知の補間法を適用して設定器
１において演算することができる。

【００２７】図１に示すように、版胴１０ａ、１０ｂと
モータ７（Ｍ）とは、ラインシャフトによって結合して
おり、ラインシャフトを介してモータ７（Ｍ）は版胴１
０ａ、１０ｂを駆動する。そのラインシャフトには速度
検出器（回転速度検出器）８が取付けられており、その
速度検出器８が出力する速度信号をライン速度演算器２
は入力する。

【００２８】エア圧演算器３は、設定器１が出力する演
算式の設定データ、または演算式そのもの、またはルッ
クアップテーブルを入力する。また、エア圧演算器３
は、ライン速度演算器２が出力する、ライン速度を入力
する。これらのデータを入力して、エア圧演算器３は、
ライン速度データに対応する目標ドクター圧を演算す
る。そして、ドクター圧がその目標ドクター圧となるよ
うに操作量を出力する。

【００２９】電空変換器４ａ，４ｂは、エア圧演算器３
が出力する操作量を入力する。電空変換器４ａ，４ｂ
は、その操作量に基づいてエアシリンダ５ａ，５ｂに供
給する圧縮空気のエア圧を調節する。エアシリンダ５
ａ，５ｂは、そのエア圧を調節された圧縮空気を導入し
て、エアシリンダ５ａ，５ｂと伝達機構によって接続し
ているドクター６ａ，６ｂに対して、そのエア圧に応じ
た力を作用させる。これにより、ドクター６ａ，６ｂが
版胴１０ａ、１０ｂを押圧するドクター圧は目標ドクタ
ー圧に調節される。

【００３０】以上、本発明のドクター圧制御装置につい
て、その構成を主体として説明を行った。次に、処理過
程について整理して説明を行う。本発明のドクター圧制
御装置について、処理過程をフロー図として図４に示
す。まず、図４のステップＳ１において、印刷機オペレ
ータは設定器１を操作して、版胴周長入力、ドクター線
圧入力、パラメータ入力を行う。次に、ステップＳ２に
おいて、ライン速度演算器２は、ライン速度の検出また
は演算を行う。

【００３１】次に、ステップＳ３において、エア圧演算
器３は、設定器１とライン速度演算器２から入力したデ
ータに基づいて目標ドクター圧を演算し、さらに、ドク
ター圧をその目標ドクター圧とするための操作量を演算
する。次に、ステップＳ４において、電空変換器４ａ，
４ｂはその操作量を入力し、出力側圧縮空気のエア圧を
調節する。次に、ステップＳ５において、エアシリンダ
５ａ，５ｂは、その圧縮空気を導入しドクター圧を調節
する。

【００３２】制御を継続している間は、ステップＳ５が
完了した後に、ステップＳ５に戻って上述のステップを
繰り返す。印刷が終了する等により、制御を終了するま
でその繰り返しが実行される。本発明の連動制御装置
は、この一連の過程により、ドクター圧をライン速度に
対応する適正なドクター圧に制御する。

【００３３】

【発明の効果】以上のようであるから、本発明の請求項
１に係るドクター圧制御装置によれば、ドクター圧を適
正値に自動調整するためのドクター圧制御装置が提供さ
れる。また、本発明の請求項２に係るドクター圧制御装
置によれば、適正なドクター圧を（経験値ではなく）実
験値（実測値）として得ることができる。また、本発明
の請求項３に係るドクター圧制御装置によれば、版胴周
長の相違に対して適正なドクター圧を設定することがで
きる。また、本発明の請求項４に係るドクター圧制御装
置によれば、印刷速度は版胴の周長と回転速度から演算
される。また、本発明の請求項５に係るドクター圧制御
方法によれば、ドクター圧を適正値に自動調整するため
のドクター圧制御方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドクター圧制御装置について構成の一
例を示す図である。

【図２】版胴を駆動するモータのトルク（モータトル
ク）とライン速度との関係をグラフとして示す図であ
る。

【図３】演算式の一例を関数のグラフとして示す図であ
る。

【図４】本発明のドクター圧制御装置について、処理過
程を示すフロー図である。

【符号の説明】

１ 設定器 ２ ライン速度演算器 ３ エア圧演算器 ４ａ，４ｂ 電空変換器 ５ａ，５ｂ エアシリンダ ６ａ，６ｂ ドクター ７ モータ（Ｍ） ８ 速度検出器 ９ａ，９ｂ 圧胴 １０ａ，１０ｂ 版胴 １１ 版胴周長 １２ パラメータ １３ ドクター線圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内海 勉 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 北川 水晶 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2C034 CA12 2C250 EA25 EB50

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷速度に基づいて目標ドクター圧を導出
   する目標ドクター圧導出手段と、 前記目標ドクター圧となるように操作量を導出する操作
   量導出手段と、 前記操作量を入力して版胴のドクター圧を調節するドク
   ター圧調節手段と、 を有することを特徴とするドクター圧制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のドクター圧制御装置におい
   て、前記目標ドクター圧導出手段は、版胴を駆動するモ
   ータのドクター圧によるトルクを所定の値とする印刷速
   度とドクター圧の関係から前記目標ドクター圧を導出す
   ることを特徴とするドクター圧制御装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のドクター圧制御装
   置において、前記操作量導出手段は前記印刷速度ととも
   に版胴周長に基づいて前記操作量を導出することを特徴
   とするドクター圧制御装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のドクター
   圧制御装置において、前記印刷速度を前記版胴の周長と
   回転速度から演算する印刷速度演算手段を有することを
   特徴とするドクター圧制御装置。
5. 【請求項５】印刷速度に基づいて版胴のドクター圧を制
   御することを特徴とするドクター圧制御方法。