JP2004223906A

JP2004223906A - 板材に対する印刷方法およびその装置

Info

Publication number: JP2004223906A
Application number: JP2003014946A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kawasaki; 英治河崎; Masahiko Yamamoto; 昌彦山本; Takenao Kato; 丈尚加藤
Original assignee: A&A Material Corp
Current assignee: A&A Material Corp
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】本発明は、連続する次工程に所定の速度で板材を供給することができると共に、印刷用板材の厚さ変化による影響を排除し、柄ピッチすなわち模様の長さを正確に調整することのできる印刷方法を提供する。
【解決手段】表面に柄を有する版ロール（３）、この版ロールに塗布されたインクが転写されるオフセットロール（４）、このオフセットロールに印刷用板材（６）を圧接するための送りロール（５）とからなる印刷機構と、この印刷機構に印刷用板材を送り込む送り込み手段（７）と、各ロールの回転数および送り込み速度を制御するための制御装置とからなる印刷装置による板材に対する印刷方法において、印刷された柄を検出して予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、この伸縮量に対する修正を、版ロール（３）の周速度を変更してオフセットロール（４）の周速度に対する版ロール（３）の周速度の割合を調整することにより行うものである。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築材料等に使用する板材の表面に、石、煉瓦、木目、幾何学的模様等の各種の柄をグラビアオフセット印刷により印刷する印刷方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の板材に対するグラビアオフセット印刷は、通常の紙印刷と同様に、板材を印刷装置にほぼ連続的に送り込んでなされていた。しかしながら、建築用材料の板材にあっては、連続紙と異なり、個々に独立し、印刷装置に送り込んだり、排出したりする際の応力変動により、一定速度で印刷することが困難であると共に、全ての板材に共通する同一の模様は嫌われ、個々の板材によって異なる模様が好まれる傾向があった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、グラビアオフセット印刷装置を使用して板材に銘木の木目模様を印刷する際に、オフセットロールの周速度を版ロールの周速度より早くして、繰り返しの少ない模様を各板材に印刷する印刷方法が示され、また、特許文献２には、板体に版ロールの柄を印刷する際に、送り込み手段であるベルトコンベアの駆動部に微調節可能な精密な変速装置を設け、オフセットロールの周速度とベルトコンベアの速度の間に差を生じさせて柄ピッチの相違する模様を板材に印刷する印刷方法が示されている。このような印刷方法においては、当然の事ながら、送り込み速度や各ロールの周速度についての厳格な制御は必要とされなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−１４２０９１号公報
【特許文献２】
特開平１１−７８２０１号公報
【０００５】
しかしながら、最近、板材にも多重印刷が行われるようになり、正確な柄ピッチ（通常は版ロールの円周長とほぼ一致している。）で模様の印刷を行うことが求められるようになった。かくして、板材の先端と模様の先頭とを合わせるために、それらの印刷開始位置への到達タイミングを合わせるとともに、板材の供給速度と版ロールの周速度とを同期させ、正確な柄ピッチを印刷することが求められている。ところで、板材に印刷される柄ピッチは、板材の供給速度と版ロールの周速度を同一に設定し、これらの速度に対してオフセットロールの周速度を設定しても、長期の間には、オフセットロールが洗浄液によって膨張したり、磨耗したり、表面の傷等により変化することによって、変動することがある。
【０００６】
また、印刷時においても、オフセットロールは個々の板材の厚さムラや加圧の変動によってその円周長を変化することがある。例えば、図１（ａ）および（ｂ）に示されるように、オフセットロールと送りロール間の設定間隙に比して板材の厚さが大きかったり、加圧力が増加したりする場合には、その円周長２πＲが２πＲ’へと変って柄ピッチが長くなり、その逆の場合には、その円周長２πＲ’が２πＲへと変わって柄ピッチが短くなる。柄ピッチの同じ模様の印刷を提供するには、このような長期および印刷時の変動を修正しなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の特許文献に記載されているように、柄ピッチの修正を行うためにオフセットロールの周速度の調整や板材の送り込み速度の調整をする場合には、１版印刷直後に続けて異なる他の柄を２版、３版として印刷する場合、例えば、複数のオフセットロールを持つ多色印刷機の場合やオフセットロールを持つ複数の印刷装置が短い間隔で設置されている場合に、後続の印刷工程に速度の異なる板材を送り込むこととなる。したがって、後続の印刷工程においては、印刷開始タイミング、印刷速度や板材の搬送速度に影響を受けるので、これらの対策を２版以降の印刷装置で行うことになり、印刷装置の制御が複雑になって、正確な印刷を高速でかつ安定的に行うことが困難になる。
【０００８】
また、オフセットロールの周速度を調整して柄ピッチを修正しようとする場合には、板材の厚さの変化によりオフセットロールから板材への加圧量が異なり、また、板材の表面形状やオフセットロールの材質や硬度により、板材がオフセットロールに供給される時およびそれから排出される時に生じる抵抗や、オフセットロールにより柄が印刷される際の板材とオフセットロール間で発生する抵抗が異なるために、オフセットロールには常に外部から加減速に伴う応力を始めとする各種応力が加わり、周速度調整に必要なトルクは常に変動する。このため、オフセットロールの周速度調整にはばらつきが生じ易い。さらに、送り込み手段である、送り込みコンベアや送りロールまたは送り込みフックの速度を調整して柄ピッチを修正しようとする場合には、送り込みコンベアや送りロールと板材との摩擦力がオフセットロールと板材との摩擦力に比べて著しく小さく、オフセットロールから柄が板材に印刷されている間にこれらの装置により外部から板材速度を変化させることは殆ど不可能である。
【０００９】
また、送り込みフックの速度調整による場合には、送り込みフックの移動トルクよりもオフセットロールと送りロールの回転トルクが著しく大きく、充分な速度調整をすることができない。さらに、送り込みフックのトルクをオフセットロールや送り込みフックよりも大きくする場合には、板材にかかる摩擦が板材供給時と柄印刷中とで著しく異なることとなるため、オフセットロールの周速度の調整と同様に、送り込みフックの速度変更によっては正確な調整をすることが困難である。
【００１０】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、連続する次工程に所定の速度で板材を供給することができると共に印刷用板材の厚さ変化による影響を排除し、柄ピッチすなわち模様の長さを正確に調整することのできる印刷方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、表面に柄を有する版ロール、この版ロールに接して塗布されたインクが転写されるオフセットロール、このオフセットロールに印刷用板材を圧接するための送りロールとからなる印刷機構と、この印刷機構に印刷用板材を送り込む送り込み手段と、印刷機構の各ロールの回転数および送り込み手段の送り込み速度を制御するための制御装置とからなる印刷装置による板材に対する印刷方法において、印刷された柄を検出して予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、この伸縮量に対する修正を、版ロールの周速度を変更してオフセットロールの周速度に対する版ロールの周速度の割合を調整することにより行うものである。
【００１２】
なお、上記印刷装置には多重印刷するために他の印刷装置が連設されていることが好ましい。予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量の割り出しを、印刷用板材に印刷されたマークや柄の特定の模様を検出して、マーク間や特定の模様間の間隔の伸縮量から計算し、この計算された伸縮量から印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出すことが好ましく、また、予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量の割り出しを、印刷の際のオフセットロールと送りロールの間隙の大きさを測定し、その間隙の大きさと板材の厚さからオフセットロールの変形量を計算し、その計算値から柄ピッチの伸縮量を割り出すことが好ましい。この際、印刷の際のオフセットロールと送りロールの間の間隙の大きさの測定を、隙間ゲージによって行ったり、両ロールの軸間の間隔の大きさを測定し、その測定値に基づいて算出したりすることができる。
【００１３】
上記方法を実施するための装置としては、表面に柄を有する版ロール、この版ロールに塗布されたインクが転写されるオフセットロール、このオフセットロールに印刷用板材を圧接するための送りロールとからなる印刷機構と、この印刷機構に印刷用板材を送り込む送り込み手段と、印刷機構のロールの回転数および送り込み手段の送り込み速度を制御するための制御装置とからなる板材に対する印刷装置において、印刷された柄を検出する検出手段を備え、この検出手段からの信号に基づき、予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、この伸縮量に対する修正を、版ロールの周速度を変更してオフセットロールの周速度に対する版ロールの周速度の割合の調整を前記制御装置により行うものが適している。なお、印刷された柄を検出する検出手段が印刷されたマークや印刷された柄の特定の模様を検出することが望ましく、また、印刷の際のオフセットロールと送りロールの間の間隙の大きさを測定する手段を有することが良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示されるオフセット印刷装置により実施されるこの発明の方法を説明する。なお、図２は１版印刷装置１および２版印刷装置２からなるオフセット印刷装置の概略説明図であり、図３は１版印刷装置１の拡大概略説明図である。
【００１５】
図２において、１版印刷装置１および２版印刷装置２は、主に、それぞれ表面に柄を有する版ロール３、３’、この版ロール３、３’にそれぞれ接するオフセットロール４、４’、このオフセットロール４、４’にそれぞれ所定の間隔を置いて配置された送りロール５、５’からなる１版および２版印刷装置１、２と、送りロール５とオフセットロール４の間および送りロール５’とオフセットロール４’の間に印刷用板材６、６’を送り込むための送り込み装置７、７’とからなっている。なお、１版印刷装置１と２版印刷装置２とは同一構造であり、以下、図３について、１版印刷装置１のみについて説明する。
【００１６】
金属製版ロール３の下部にはインクパン８が配設され、版ロール３の表面に刻設された柄に塗布するための印刷用インク９が充填されている。なお、余分に塗布されたインクを掻き取り、塗布量を均一にするための掻き取り刃１０が、版ロール３の表面に接する位置とそこから離れる位置とに進退可能に設けられている。特に、大切なのは版ロール３の駆動軸１１に設けられたパルスエンコーダ１２であり、このパルスエンコーダ１２からの信号は図示しない装置の制御装置に送られる。
【００１７】
オフセットロール４は、表面をゴム４ａで覆われた弾性ロールで、その側面には、洗浄液１４を入れた洗浄パン１３が配設され、塗布ロール１３ａを介してオフセットロール４の表面に洗浄液１４を塗布し、その表面を清浄にする。なお、塗布された洗浄液をその表面から掻き落とすために、掻き取り刃１５がオフセットロール４の表面に接する位置に配置されている。また、オフセットロール４の駆動軸１６にもパルスエンコーダ１７が設けられ、そこからの信号はオフセットロール４の回転状態を示すものとして、上述の図示しない装置の制御装置に送られる。
【００１８】
送りロール５は、オフセットロール４の下方で装置のフレームに固定的に取り付けられている。これに対し、版ロール３とインクパン８およびオフセットロール４と洗浄パン１３は全体が一体としてフレームに支持され、また、それぞれ独立して相互の位置関係を調整することができる。したがって、板材の厚さが変るときなどの送りロール５とオフセットロール４の間の間隙の調整は、版ロール３とオフセットロール４の取り付け位置を一緒に変更することによって行われるものである。送りロール５は傷がつき難い金属、例えば鋼鉄で作られている。なお、送りロール５の駆動軸１８にも、パルスエンコーダ１９が設けられ、そこからの信号は送りロール５の作動状態を示すものとして、上述の図示しない装置の制御装置に送られる。
【００１９】
送り込み手段７は、１版印刷装置１の排出コンベアを兼ねる供給コンベア２０、送りコンベア２１、フック手段２２およびレーザーセンサである第１および第２板材検出手段２３、２４からなっている。フック手段２２はねじを切った軸２６の回転によって駆動され、その軸２６を支持するめねじが形成されているケーシング２５および軸２６の先端に取り付けられ、板材６の後端に係合するフック２７からなっている。このフック手段は図示しないサーボモータで駆動され、このサーボモータの回転数をモニタすることによりフック２７の位置は制御装置により割り出される。なお、フック手段２２は、流体回路により駆動されることもできる。今、第１板材検出手段２３が供給される板材６の後端を検出すると、送りコンベア２１は回動を停止するとともにフック２７がその後端に係合し、制御装置によって制御されるサーボモータの回転によって軸２６が前進、フックが押出されるので、制御された所定の送り込み速度で板材６をオフセットロール４と送りロール５の間隙に進めることができる。
【００２０】
一方、排出コンベア２０’は２版印刷装置２に対する送り込み手段７’の一部を構成し、その上方にはねじを切った軸を備えている。なお、排出コンベア２０’の上方には印刷された柄ピッチを測定するための特定の模様またはマークを検出する検出手段２８すなわちマーク読取装置が設けられている。なお、マーク読取りは通常の光学装置（カメラ）によるが、印刷された画像を処理する方法を有するものや、また、インクの有無による反射率、光吸収率、色差等を検知する検出手段であってもよく、複数の検出手段を設けてもよい。さらに、この検出手段からの信号により板材の排出を確認し、２版印刷装置２への送り込みの準備をすることができる。
【００２１】
この方法の実施に当たっては、印刷を開始する前の初期設定が重要であり、以下に説明する。先ず、版ロール３とオフセットロール４とを線接触させる。この接触幅は版ロール３からオフセットロール４に柄を転写するために重要であると共に、版ロール３の周速度を変更してオフセットロール４の周速度に対する版ロール３の周速度の割合を調整する上でも重要である。すなわち、線接触となる版ロール３のオフセットロール４への食い込み量（ニップ圧）は約０．１〜０．３ｍｍであり、この程度の接触であれば、版ロール３表面の凹版彫刻内部に保持された適量のインクにより両ロール間が適当に潤滑されるため、版ロール３の回転数を制御するために要するトルクも少なくて済み、正確な転写と正確な周速度の調整が可能である。この版ロール３とオフセットロール４の食い込み量の調整は、オフセットロール４の表面に版ロール３からインクが転写され、板材５に印刷される前のオフセットロール４の表面に向けてカメラ等のセンサを設け、装置の各部分の初期設定の終了後の試印刷の際に、オフセットロール４上に転写された柄やマークを読み取り、そのタイミングとオフセットロールの回転角（周速度）から、オフセットロール４上に転写された柄の柄ピッチを算出し、最初の版ロール３の周速度が基準周速度となるように調整する。
【００２２】
次に、オフセットロール４と送りロール５間の間隙の調整である。この間隙の適正さは印刷される板材の厚さに依存し、通常、板材の厚さから０．５〜２．５ｍｍ程度の押し付け量を差し引いた大きさが好ましい。なお、この押し付け量は、インキの質、板材の材質や表面状態および印刷中における板材の変形程度、オフセットロールの材質、硬度や肉厚および直径、このオフセットロールから柄が板材に印刷される際にその板材を保持している送りロールの剛性あるいは板材の温度によっても相違する。例えば、表面に凹凸のある梨地柄を厚さ５ｍｍの板材に印刷する場合には、オフセットロール４と送りロール５との間隙を３．５ｍｍとし、１．５ｍｍの押し付け量が適している。結局、この間隙は、装置の各部分の初期設定の終了後の試印刷によって最終的に調整される。
【００２３】
なお、版ロール３に塗布された余分なインクを掻き取る掻き取り刃１０と版ロール３との間隔は、インクパン８の版ロール３に対する位置と共に、既に知られているように、使用するインクを考慮して初期設定として設定される。同様に、オフセットロール４の表面に残ったインクを洗浄するための洗浄液をオフセットロール４の表面から掻き取る掻き取り刃１５とオフセットロール４の間隔は、使用する洗浄液を考慮して初期設定の段階で設定される。しかしながら、いずれの場合にも、印刷開始後に調整するこができるものである。
【００２４】
送り込み手段７による送り込み速度は、専らフック手段２２の速さによって決定される。すなわち、所定の速度（印刷速度）で送られてきた板材６の先端が第１板材検出手段であるレーザーセンサ２３により検出されると、その信号が装置の制御装置に送られ、その制御装置からの指令によりフック手段２２が作動される。また、板材６の後端がそのレーザーセンサ２３で検出されると、送りコンベア２１は停止される。以後、板材６の速度はフック手段のフック２７の速度に従うものである。なお、版ロール３の周速度からオフセットロール４に転写された柄の先頭が印刷位置Ｐに達するタイミングを計算し、この柄の先頭が印刷位置Ｐに達すると同時に、板材６の先端がその印刷位置Ｐに来るように、フック手段２２を駆動するサーボモータの回転数が設定される。
【００２５】
停止した送りコンベア２１は板材６に対し、多少のブレーキ作用を果たすことがあるが、板材６の送り込み速度に影響を与えることはない。なお、実際の印刷中に、版ロール３の周速度は変化し、その変化は駆動軸１１に設けられたパルスエンコーダ１２から装置の制御装置にフィードバックされ、フック手段の速度もこの版ロール３の速度を基準に算出される。なお、オフセットロール４の周速度に対する版ロール３の周速度の割合は変化するが、オフセットロール４の周速度は一定である。したがって、印刷地点Ｐに達した板材６は、以後、送りローラ５とオフセットロール４の周速度によりコントロールされて一定の速度で印刷される。なお、オフセットロール４から柄を印刷されている状態での板材の送り速度は、主にオフセットロール４の周速度と同期している。
【００２６】
この装置を利用した実際の印刷においては、柄又はマーク検出手段２８からの信号により、制御装置において、予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、印刷された柄ピッチが伸長している場合には、その伸長量に応じてオフセットロール４の周速度に対する版ロール３の周速度の割合を大きくして、板材６に印刷される柄ピッチを予定された柄ピッチに短縮することができる。また、印刷された柄ピッチが短縮されている場合には、その短縮量に応じてオフセットロール４の周速度に対する版ロール３の周速度の割合を小さくして、板材６に印刷される柄ピッチを予定された柄ピッチに伸長することができる。
【００２７】
なお、上記実施例では印刷装置が水平に配列されているが、垂直型としてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、板材に印刷された柄を検出して、予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、この伸縮量に対する修正を、版ロールの周速度を変更してオフセットロールの周速度に対する版ロールの周速度の割合を調整することにより行うので、連続する印刷工程において、板材の厚さ変化やロールの変形等による印刷柄ピッチすなわち板材に印刷された柄の長さおよび印刷された模様の位置を各印刷柄で正確に調整することができ、また、各印刷装置において板材の供給を所定のタイミングおよび速度で正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の（ａ）および（ｂ）図はオフセットロールの変形とその円周長の関係を説明する図である。
【図２】この発明の方法を実施するために連設された２台の印刷装置の側面図である。
【図３】この発明を実施するための印刷装置の拡大側面図である。
【符号の説明】
１、２印刷装置
３、３’ 版ロール
４、４’ オフセットロール
５、５’ 送りロール
６、６’ 板材
７、７’ 送り込み装置
８インクパン
１０、１５掻き取り刃
１２、１７、１９パルスエンコーダ
１４洗浄パン
２２フック手段
２３、２４板材検出手段
２６軸

Claims

表面に柄を有する版ロール、この版ロールに塗布されたインクが転写されるオフセットロール、このオフセットロールに印刷用板材を圧接するための送りロールとからなる印刷機構と、この印刷機構に印刷用板材を送り込む送り込み手段と、印刷機構の各ロールの回転数および送り込み手段の送り込み速度を制御するための制御装置とからなる印刷装置による板材に対する印刷方法において、印刷された柄を検出して予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、この伸縮量に対する修正を、版ロールの周速度を変更してオフセットロールの周速度に対する版ロールの周速度の割合を調整することにより行うことを特徴とする板材に対する印刷方法。
上記印刷装置には多重印刷するために他の印刷装置が連設されていることを特徴とする請求項１記載の板材に対する印刷方法。
予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量の割り出しを、印刷用板材に印刷されたマークあるいは柄の特定の模様を検出して、マーク間あるいは特定の模様間の間隔の伸縮量から計算し、この計算された伸縮量から印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出すことを特徴とする請求項１記載の板材に対する印刷方法。
予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量の割り出しを、印刷の際のオフセットロールと送りロールの間隙の大きさを測定し、その間隙の大きさと板材の厚さからオフセットロールの変形量を計算し、その計算値から柄ピッチの伸縮量を割り出すことを特徴とする請求項１記載の板材に対する印刷方法。
印刷の際のオフセットロールと送りロールの間の間隙の大きさの測定を、隙間ゲージによって行うことを特徴とする請求項４記載の板材に対する印刷方法。
印刷の際のオフセットロールと送りロールの間の間隙の大きさの測定を、両ロールの軸間の間隔の大きさを測定し、その測定値に基づいて算出することを特徴とする請求項４記載の板材に対する印刷方法。
上記請求項１から６のいずれか１項に記載された方法を実施するための装置であって、表面に柄を有する版ロール、この版ロールに塗布されたインクが転写されるオフセットロール、このオフセットロールに印刷用板材を圧接するための送りロールとからなる印刷機構と、この印刷機構に印刷用板材を送り込む送り込み手段と、印刷機構のロールの回転数および送り込み手段の送り込み速度を制御するための制御装置とからなる板材に対する印刷装置において、印刷された柄を検出する検出手段を備え、この検出手段からの信号に基づき、予定された柄ピッチに対する印刷された柄ピッチの伸縮量を割り出し、この伸縮量に対する修正を、版ロールの周速度を変更してオフセットロールの周速度に対する版ロールの周速度の割合の調整を前記制御装置により行うことを特徴とする板材に対する印刷装置。
印刷された柄を検出する検出手段が印刷されたマークや柄の特定の模様を検出することを特徴とする請求項７記載の板材に対する印刷装置。
印刷の際のオフセットロールと送りロールの間の間隙の大きさを測定する手段を有することを特徴とする請求項７または８記載の板材に対する印刷装置。