JP2009018536A

JP2009018536A - 凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置及び方法

Info

Publication number: JP2009018536A
Application number: JP2007184212A
Authority: JP
Inventors: Harumi Akae; 晴己赤江
Original assignee: National Printing Bureau
Current assignee: National Printing Bureau
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: JP5019212B2

Abstract

【課題】凹版印刷機に用いられるパターンローラ表面のインキの機能性成分を検出し、この検出値を基にインキ供給の異常を検出し、印刷製品の分類排紙を実現することで、印刷異常の早期発見、異常製品の排除による品質の安定化が図れる凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置を提供する。
【解決手段】壺ローラから凹版版面上にインキを転移供給する凹版印刷機のパターンローラにおいて、パターンローラ表面に転移したインキの機能性成分を検出する機能性検出装置と、機能性検出装置に接続され、機能性検出装置により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置と、基準値をあらかじめ設定し記憶する基準値記憶装置と、検出値記憶装置の検出値と基準値記憶装置の基準値とを比較する比較装置を備える解析装置と、解析装置の解析した結果をもとに印刷シートの排紙を分類指示する制御装置とを備えた凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置に関し、特に機能性成分を含有した凹版インキを用いた際のパターンローラ表面に転移したインキの機能性成分を検出し、不良製品の抽出及び分類排出する技術に関するものである。

一般的な凹版印刷機の概略構成図を図７に示す。凹版胴（２）の周面には非画線部としての平面と画線部としての凹部とで形成された凹版版面（３）が装着されており、凹版版面（３）には余剰インキの拭き取りを行うワイピングローラ（７）が対接されている。また、凹版版面（３）にはインキ壺（１０）からのインキ（５）を転移させる複数のパターンローラ（６）が凹版版面（３）の円周方向にわたり所定の間隔で対設されている。

パターンローラ（６）には、壺ローラ（８）及びインキ出し調整板（４）がそれぞれ付設しており、壺ローラ（８）とインキ出し調整板（４）からなるインキ壺（１０）には、それぞれ異なった性質を有するインキが貯えられている。凹版印刷作業は、各インキ壺（１０）のインキ（５）が壺ローラ（８）にて、およそ均一皮膜となった状態でパターンローラ（６）へ転移し、凹版胴上の凹版版面（３）に転移する。この転移したインキのうち、絵柄部分以外の箇所に付着したインキを凹版版面（３）に圧接して回転するワイピングローラ（７）にて拭き取った後、凹版胴（２）と圧胴（９）との間を通過する紙に残った絵柄部分のインキを転写させて印刷を施すものである。

凹版印刷におけるインキ供給は、インキの種類によっては、パターンローラ（６）から凹版版面（３）の凹部へ適正にインキが転移しない場合があることから、インキ供給量を僅かに多くすることや、凹版版面（３）とパターンローラ間のニップ幅（接触幅）を大きく設定することが一般的になされている。近年、証券印刷などに用いられる凹版印刷製品は、精巧な品質が求められており、インキの過剰供給は印刷品質のあばれに繋がることから敬遠されており、またインキ消費の増大によるコスト負荷やパターンローラ（６）の耐久性を阻害する要因となっていたことから、インキの適正供給が強く求められている。

稀にパターンローラ（６）から凹版版面（３）へのインキ転移が悪い場合があるが、この場合、オペレータは凹版印刷がなされた製品を適宜抽出し、品質確認を行うことでしか確認できないことから、厄介かつ面倒な作業であるだけでなく、異常製品の発見時には大量の印刷製品が刷り終わっており、コスト的にも大きな損出となっていた。

この問題点を解消する方策として、金属製のツボローラと、印刷時にツボローラに接触した状態で隣接するストローク仕組みを有する表面が弾性体の呼び出しローラと、該呼び出しローラに隣接する少なくとも１本の金属製の着けローラと、該着けローラに隣接して印刷版面を装着した版胴にインキを転移させる表面が弾性体のパターンローラとから構成される印刷機のインキ供給装置を提供し、ツボローラからストロークローラへのインキ転移が安定して行われるように該ストロークローラの表面を弾性体とし、なお且つ帯状突起が網状に継ぎ目なく配列された形状に加工を施し、更に、金属製のツボローラと、呼び出しローラに隣接する少なくとも１本の金属製の着けローラに通水機構を設けた凹版印刷機のインキ供給装置がある。（例えば、特許文献１参照）

また、不可視特性を有するインキの供給ミスを発見するために、供給するインキの特性を連続的に検査するインキ供給監視装置及びインキ供給監視方法として、供給される不可視特性を有するインキを非接触で連続的に検査する検査部と、検査部で検査されたインキの測定値と、あらかじめ記憶してある測定基準範囲を比較し判定する制御部と、判定結果を作業者に伝える表示警報部によって、供給される不可視特性を有するインキの特性を検査するインキ供給監視装置及びインキ供給監視方法がある。（例えば、特許文献２参照）

特開平１１−２６８２４８号公報特開２００７−１３６９８６号公報

上述した先行技術である特許文献１を用いた場合、インキ壺開度制御と壺ローラの回転速度制御が可能なインキ出し量制御装置を組み込むことにより、ローラ面長方向に均一な皮膜厚さで、印刷速度に同調させながら、必要最低限のインキを安定して供給することが可能となり、ある程度の品質の安定化が図れる。しかしながら、特許文献１の印刷機のインキ供給装置では、連続して使用した場合、パターンローラにインキが徐々に堆積することから、時間の経過とともにインキ転移量がばらつき、印刷製品の品質が安定しない傾向になる場合がある。この場合、オペレータは印刷製品を観察することで品質確認するほかなく、頻繁に印刷製品の監視を行わなければならない。

また、特許文献２を用いた場合、印刷する前段階であるインキの供給段階において、インカー内部のインキをオンラインで、さらに非接触で検査することで、インキの入れ間違いの早期発見とインキ入れ間違い後の清掃作業負荷の軽減を図ることができ、有用である。しかしながら、特許文献２のインキ供給監視装置及びインキ供給監視方法は、インカー内部のインキ壺や壺ローラの上部にセンサを有しているものであり、パターンローラに転移した後に、ミスト状のインキが飛散する「ミスティング」と称する事象が発生した場合、インキ特性の異なるインキが混合するおそれがあり、この事象を検出することができない。この場合、印刷がなされたシートの検査を行う必要があり、インキ転移不良を早期に発見することができない。また、凹版胴における回転方向の上流に位置するパターンローラから下流に位置するパターンローラにインキが逆転移する場合にもインキ特性の異なるインキが混合するおそれがあり、品質保証を考えた場合、必ずしも満足するものではなかった。

これらの問題を解消する凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置として、パターンローラに生ずる異常を機械的に検出させ、これを活用することにより、発生するインキ転移異常を瞬時に確認でき、かつ異常製品について分類排出の指示ができる凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置が求められていた。

上記のような課題を解決するため、近年、一般的にインキへ付与される機能性材料としての機能性成分に着目して発明したものであり、壺ローラから凹版版面上にインキを転移供給する凹版印刷機のパターンローラにおいて、パターンローラ表面に転移したインキの機能性成分を検出する機能性検出装置と、機能性検出装置に接続され、機能性検出装置により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置と、基準値をあらかじめ設定し記憶する基準値記憶装置と、検出値記憶装置の検出値と基準値記憶装置の基準値とを比較する比較装置を備える解析装置と、解析装置の解析した結果をもとに印刷シートの排紙を分類指示する制御装置とを備えたパターンローラのインキ検出装置である。

また、機能性検出装置は、光沢、液晶、赤外線、紫外線、蛍光及び磁性の機能性成分のうち、少なくとも一つ以上を検出する検出器を有し、検出器をパターンローラ近傍に設けたものである。

また、機能性検出装置は、パターンローラに対して相対的に配設され、ローラ軸方向に適宜移動可能なものである。

また、検出器の少なくとも一つは、磁気センサと磁気センサ近傍に設けられた磁性体から構成される磁気検出器を有するものである。

さらに、凹版印刷機のパターンローラ表面上のインキの機能性成分を接触及び／又は非接触にて検出する機能性検出手段と、機能性検出手段により検出した検出値を記憶する検出値記憶手段と、基準値をあらかじめ設定し記憶する基準値記憶手段と、検出値記憶手段の検出値と基準値記憶手段の基準値とを比較する比較手段を備える解析手段と、解析手段の解析した結果を基に印刷シートの排紙を分類指示する制御手段とを備えたパターンローラのインキ検出方法である。

本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置は、パターンローラ表面に転移したインキのインキ特性を常時観察しており、パターンローラへのインキ転移不良及び他部位からの特性の異なるインキ混入を瞬時に確認できることから、異常が早期に発見できるとともに、異常シートを排除できることから、充実した品質管理が図れるという効果を奏する。

また、本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置は、パターンローラ表面に転移したインキのインキ特性が基準値と異なる場合、瞬時に印刷を停止させることも可能であり、損紙低減によるコストの低廉化が図れる。また、安定した機能性成分の検出が可能となることから、従前までオペレータにより行われていたサンプル抽出が極僅かで済むことから、作業性の大幅な改善が図れるという効果を奏する。

また、本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置は、過剰なインキ供給や凹版版面への多大な接触を施さなくともインキ転移の保証及び確認ができることから、過剰なインキ供給によるパターンローラ表面へのインキ堆積や、凹版版面との多大な接触によるパターンローラの必要以上の摩滅損耗が抑制でき、パターンローラが長期的に使用できるという効果を奏する。

さらに、本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置を用いれば、凹版印刷の高速化がなされた場合においても、パターンローラ表面に転移したインキの機能性成分を確実に検出できる精度を有しており、十分に対応することが可能である。

図１及至図７に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は本発明にかかる凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置の概略図である。また、図２は磁性成分検出状態を示す断面模式図、図３は磁性成分検出状態の一部を拡大した模式図である。また、図４は赤外検出状態を示す模式図であり、図５及び図６はパターンローラ上への機能性成分（インキ）の堆積状態を示す模式図である。さらに、図７は一般的な凹版印刷機の一例を示す概略図である。

図７に示す一般的な凹版印刷機のインキ供給仕組みは、壺ローラ（８）とインキ出し調整板（４）からなり、インキ（５）を滞留させるインキ壺（１０）、インキ壺（１０）のインキ（５）をパターンローラ（６）に転移させる壺ローラ（８）、壺ローラ（８）のインキ（５）を凹版胴（２）に装着された凹版版面（３）に転移させるパターンローラ（６）とから構成される形態が一般的である。また、これらのインキ供給仕組みは使用するインキの種類により複数用いる場合もある。

一方、図１に示す本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置は、パターンローラ（６）のパターン表層の近傍（パターン表層から約１０ｍｍの高さ）に、機能性成分検出装置（１）を備えている。また、機能性成分検出装置（１）は、パターンローラ表層に転移したインキの機能性成分を検出し記録する検出値記憶装置（１５）と、基準値をあらかじめ設定し記憶する基準値記憶装置（１６）と、検出値記憶装置（１５）の検出値と基準値記憶装置（１６）の基準値とを比較する比較装置（１７）とからなる解析装置（１１）に接続され、最終的に解析装置（１１）の解析した結果をもとに印刷シートの排紙を分類指示する制御装置（１２）に情報の送信を行う形態である。

また、本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置において、例えば、機能性成分としての磁性成分を検出する場合、図２に示すようにパターンローラ（６）のパターン表層近傍に、磁気センサ（１３）と磁性体（１４）からなる磁気検出器（２３）を有する機能性成分検出装置が設置される形態とする場合がある。また、機能性成分としての赤外成分を検出する場合、図４に示すようにパターンローラ（６）のパターン表層近傍に、赤外成分を撮像する撮像装置（２１）、撮像装置（２１）に入力するための赤外線受光素子（２０）及び赤外線ランプ（１９）からなる赤外線検出器（２４）を有する機能性成分検出装置（１）が設置される形態とする場合がある。

一般的な凹版印刷機のインキ供給仕組みは、インキ壺（１０）からのインキ（５）を壺ローラ（８）により練合し、パターンローラ（６）を介して、最終的に凹版版面（３）へと供給するものである。ここでパターンローラ（６）の近傍には何ら検出装置は付設されていない。これに対し、本発明の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置は、壺ローラ（８）により練合され、パターンローラ（６）に転移したインキ（５）をパターンローラ（６）近傍に設けた機能性成分検出装置（１）により機能性成分を検出し、あらかじめ入力した基準値と異なる場合、インキ供給を制限し印刷停止を行うとともに基準値を逸脱した製品（シート）について、制御装置（１２）により排出部にある図示しない排出ラックに分類排出される。

この発明の実施の形態として、機能性成分検出装置（１）を用いてパターンローラ（６）のパターン表面に転移したインキ（５）の磁性成分の検出を行う場合を例示として、図２、図３、図５及び図６に基づき説明する。図５に示すようにパターンローラ（６）のパターン表層へのインキ積層が不均一な場合や、図６に示すようにパターンローラ（６）のパターン表層へ適正なインキ（５）と不適正である別機能を有する機能性インキ（２２）が混ざり込んで積層している場合、図２に示すような磁気センサ（１３）（ＨＰ−１０；マコメ研究所製）と磁性体（１４）とから構成される磁気検出器（２３）により、磁性成分を検出する。

パターンローラ表面の磁性成分を含有するインキ成分は、磁気センサ（１３）のみでも検出することは可能であるが、外部ノイズにより検出値の精度が低下することから、パターンローラ表面に転移したインキ（５）の磁性成分の磁気を磁性体（１４）（例えば、常磁性体；マンガン）へ収束させ、前記磁性体（１４）を磁気センサ（１３）にて検出することで、検出精度の向上を図っている。

また、使用にともないパターンローラ（６）のパターン表面にインキが混入し、磁性成分検出に悪影響を与えることが想像できるが、本発明の磁気検出器（２３）を用いることで、ローラ表面に混入し減衰した磁性成分と壺ローラ（８）から転移後、間もないインキの磁性成分とを分離抽出することができる。

機能性成分検出装置（１）により取得したデータは、検出値記憶装置（１５）に格納され、基準値記憶装置（１６）に設定した値と比較装置（１７）により比較させ、適正でないものが検出された場合、制御装置（１２）により適正でないシートを別の排紙ラックに分類排出することができる。また、制御装置（１２）は、印刷機械の停止信号を発信することもできる。

図３は磁性成分検出状態を示す断面模式図であるが、パターンローラ表面に転移したインキ（５）の磁性成分は、検出器取付け軸（１８）に複数個（本実施例では２個所）設置した機能性成分検出装置（１）にて検出する。機能性成分検出装置（１）は、検出器取付け軸（１８）を伝い、任意に移動することが可能であり、ローラ表面上のどの位置においても磁性成分の検出を行うことが可能である。

なお、機能性成分検出装置（１）は、磁性成分を検出できるのであれば、任意の構成とすることができる。磁性成分の検出力を変更させることにより、どの程度のインキ積層（堆積）をも的確に抽出することができる。

別の実施形態として、インキに赤外成分が含まれている場合の機能性検出装置（１）の構成について、図４に基づき説明する。赤外線ランプ（１９）を光源としてローラ表面へ照射し、その表面から反射する電磁波を赤外線受光素子（２０）により検出した後、撮像装置（２１）にて機能性成分を赤外画像に変換し、赤外成分の状態を検知するものである。

図４は赤外成分検出状態を示す断面模式図であるが、赤外線受光素子（２０）（浜松ホトニクス製；ＭＣＴ型）を受光器として、２μｍ〜２５μｍの電磁波を検出し、撮像装置（２１）には、例えば電磁波１０μｍの赤外成分を画像処理したものが表示される。

赤外成分の撮像装置（２１）は、量子型とボロメータ型の２通りがあり、どちらを選択しても撮像することは可能であるが、最良の形態としては、周囲の熱雑音の影響を受けにくい、ボロメータ型が適当である。

また、検出した電磁波を、撮像装置（２１）の替わりに、図示しない積算光量計を用いて表示することも可能であり、この場合は、あらかじめ設定した光量値を超えた場合には、オペレータへ警報を発することも可能である。

なお、本実施例は、磁性成分及び赤外成分の検出について説明したが、検出する機能性成分が紫外線であれば、紫外線ランプを光源として、その受光素子をＧａＰ型（浜松ホトニクス製）に、また、蛍光成分であれば、蛍光ランプを光源として、その受光素子をＳｉ型（浜松ホトニクス製）を選択することで、同様の検出が可能である。

上述した実施例は代表的な例示の一例に過ぎず、特許請求の範囲に記載されている範囲において、あらゆる実施の形態が存在することは言うまでもない。

なお、実施例では、各種機能性成分の検知を説明してきたが、当然、パターンローラ表面のインキ有無及び適正なインキ膜圧を検出装置（例えば、２次元レーザ変位センサＬＪ；キーエンス社製）を用いて検知することは容易に推量できるものである。また、実施例では、パターンローラ表面におけるインキの機能性検出装置をパターンローラのパターン表層の近傍（パターン表層から約１０ｍｍの高さ）に設置した場合を例示しているが、当然、パターンローラ内面に機能性検出装置を取り設け、各種機能性成分を検知することも容易に推量できるものである。

本発明における凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置の概略図である。本発明における凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置の磁性成分検出状態を示す断面模式図である。本発明における凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置の磁性成分検出状態の一部を拡大した模式図である。本発明における凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置の赤外成分検出状態を示す断面模式図である。本発明における凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置のパターンローラ上への機能性成分の積層（堆積）状態の一例を示す模式図である。本発明における凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置のパターンローラ上への機能性成分の積層（堆積）状態の一例を示す模式図である。一般的な凹版印刷機の一例を示す概略図である。

符号の説明

１機能性成分検出装置
２凹版胴
３凹版版面
４インキ出し調整板
５機能性インキ
６パターンローラ
７ワイピングローラ
８壺ローラ
９圧胴
１０インキ壺
１１解析装置
１２制御装置
１３磁気センサ
１４磁性体
１５検出値記憶装置
１６基準値記憶装置
１７比較装置
１８検出器取付け軸
１９赤外線ランプ
２０赤外線受光素子
２１撮像装置
２２別機能を有する機能性インキ
２３磁気検出器
２４赤外線検出器

Claims

壺ローラから凹版版面上にインキを転移供給する凹版印刷機のパターンローラにおいて、前記パターンローラ表面に転移したインキの機能性成分を検出する機能性検出装置と、前記機能性検出装置に接続され、前記機能性検出装置により検出した検出値を記憶する検出値記憶装置と、基準値をあらかじめ設定し記憶する基準値記憶装置と、前記検出値記憶装置の検出値と前記基準値記憶装置の基準値とを比較する比較装置を備える解析装置と、前記解析装置の解析した結果を基に印刷シートの排紙を分類指示する制御装置とを備えることを特徴とする凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置。
前記機能性検出装置は、光沢、液晶、赤外線、紫外線、蛍光及び磁性の機能性成分のうち、少なくとも一つ以上を検出する検出器を有し、前記検出器をパターンローラ近傍に設けたことを特徴とする請求項１記載の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置。
前記機能性検出装置は、パターンローラに対して相対的に配設され、ローラ軸方向に適宜移動可能であることを特徴とする請求項１及び２記載の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置。
前記検出器の少なくとも一つは、磁気センサと磁気センサ近傍に設けられた磁性体から構成される磁気検出器を有することを特徴とする請求項１及至３記載の凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出装置。
凹版印刷機のパターンローラ表面上のインキの機能性成分を接触及び／又は非接触にて検出する機能性検出手段と、前記機能性検出手段により検出した検出値を記憶する検出値記憶手段と、基準値をあらかじめ設定し記憶する基準値記憶手段と、前記検出値記憶手段の検出値と前記基準値記憶手段の基準値とを比較する比較手段を備える解析手段と、前記解析手段の解析した結果をもとに印刷シートの排紙を分類指示する制御手段とを備えることを特徴とする凹版印刷機におけるパターンローラのインキ検出方法。