JP2011005734A - グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置およびインキ堆積防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グラビア印刷の版かぶりや版つまりの予兆や発生を容易に察知でき、いち早く復旧等させられるシリンダー版面のインキ堆積防止の装置および方法を提供する。
【解決手段】撮影、画像処理、及び液噴射の手段を有し、印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面を撮影し、（イ）得られた版面の画像データと、シリンダーの製版の絵柄データとの照合を経た第１の濃淡画像を、版面の基準濃淡画像としたうえ、（ロ）版面の同じ箇所に関し、撮影した印刷時濃淡画像と基準濃淡画像との明度差が、設定した閾値を越えたかどうかの判断を印刷中に繰り返し行い、閾値を越えた場合には越えた箇所を示す情報を得てうえ、そこへインキ再溶解液を噴射する。
【選択図】 図１

Description

本発明はグラビア印刷の品質対策の技術に関する。特には、グラビア印刷においてシリンダー版面へのインキ堆積に起因すると一般に考えられている印刷不良に有効な技術である（例えば「版かぶり」や「版つまり」への対策に有効）。

グラビア印刷はセルと呼ばれる凹部に詰まったインキを圧によって、紙、フィルム、金属箔などの被印刷基材に転移させる印刷技術である。グラビア印刷の場合、被印刷基材に転移されたインキは基材の表面から盛り上がった形態を成して印刷される。そして、版面のセルの深浅により転移させるインキ量を増減し、印刷物の濃淡を表現するため、グラビア印刷による印刷物は重厚な印象をもたらす特徴がある。又、グラビア印刷は、ごく細かい画線も極めて明瞭に印刷できるという特徴も有する印刷技術である。

ところで、グラビア印刷で用いられるインキは一般に、平版印刷用や凸版印刷用のインキと比べて、流動性が大きく、粘性が小さく出来ている。このグラビア印刷用のインキは版面に形成されているセルの凹部によく入り易く、また非画線部に付着したインキはドクターブレードで掻き取られるので、版面のセルの凹部のインキだけが被印刷基材に転移する仕組みとなっている。
そして、インキは、被印刷基材への転移後、加熱乾燥によってインキ中の溶剤を蒸散し、被印刷基材に残ったバインダーで保持された顔料あるいは染料等の着色剤により絵柄が形成される。

ところで、従来より、グラビア印刷における印刷不良として、印刷中にシリンダー面に堆積したインキに起因するものが知られている。

そういった印刷不良の一つは、シリンダー面の非画線部に堆積したインキがドクターブレードで掻きとられずに、被印刷基材に転移してしまうことによる印刷物の汚れ不良である。これは通称「版かぶり」と云われている。

また他にも、シリンダー画線部セルの凹部内でインキが固化、堆積し、被印刷基材へのインキ転移量が減少し、印刷物濃度が低下する不良がある。こちらは通称「版つまり」と云われている。

どちらの印刷不良も印刷中に発生するため、従来の対応策としては、印刷機をいったん停止させ、ドクターブレードや版を清掃することによって、その堆積したインキを除去していた。従って、印刷機をいったん停止させて清掃作業後に印刷を再開していたため、停止時間ロス、印刷開始時材料ロスが発生していた。

これら「版かぶり」や「版つまり」の印刷不良への対策として、不良の発生そのものを抑制しようとする為の発明が提案されている。（例えば先行技術文献１、２に開示）

特開平１０−３０５５５５号公報 特開２００５−１６９９１２号公報

ところで、これら「版かぶり」や「版つまり」の印刷不良は、製造工程条件を安定化しても、不連続的または、突発的に発生することが研究により判明してきた。そこで、これらの印刷不良が発生し始めた場合、又は、既に発生した場合には、自動的にその不良を解消する対策が望まれるところである。しかし、従来は、不良が発生した場合に、不良の原因を自動的に解消し正常な印刷ができるよう復旧させる発明は未だ提案されていなかった。

本発明は前記従来の技術の問題点に鑑み成されたものであり、その課題（目的）は、グラビア印刷における前記「版かぶり」や「版つまり」の印刷不良が発生する予兆があったり、既に発生している状況、或いは、こういった印刷不良が発生していない状況、をまず容易に察知できること、そして更に、それらの印刷不良の予兆の段階では、本格的な不良の発生に至らぬよう発生をいち早く抑制することができ、それらの印刷不良が本格的に発生してしまった段階では、それらの不良の無い正常な印刷状態にいち早く復旧させることができること、これらに有効なグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置およびインキ堆積防止方法を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明が提供する請求項１は、少なくとも撮影手段（代表例はデジタルカメラ）、画像処理手段、および液噴射手段を有し、グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する装置であって、
該撮影手段は、印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面を撮影すること、
該画像処理手段は、
（イ）該撮影手段によって得られた該版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経た第１の濃淡画像を、該版面の基準濃淡画像としたうえ、
（ロ）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
該液噴射手段は、該画像処理手段が出力した該情報に基づいて、該シリンダーの版面の該明度差の閾値を越えた箇所にインキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、これらを全て具備することを特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置である。

請求項２に記載の発明は、少なくとも撮影手段、画像処理手段、および液噴射手段を有し、グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する装置であって、
該撮影手段は、印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面を撮影すること、
該画像処理手段は、
（ハ）該撮影手段によって得られた該版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経た第１の濃淡画像を得て、
（ニ）該シリンダーの版面を照明する照明光の強度を複数通りに切り換えたときのそれぞれの該版面を撮影して得られた該複数通りの画像データを、前記第１の濃淡画像に更に重畳するデータ合成によって第２の基準濃淡画像とし、
（ホ）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
該液噴射手段は、該画像処理手段が出力した該情報に基づいて、該シリンダーの版面の該明度差の閾値を越えた箇所にインキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
これらを全て具備することを特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置である。

請求項３に記載の発明は、前記液噴射手段が噴射する前記インキ再溶解液は、２液以上を混合した液であること、を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置である。

請求項４に記載の発明は、グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する方法であって、
（ヘ）印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経た第１の基準濃淡画像としたうえ、
（ト）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
（チ）該明度差が該閾値を越えた箇所を示す情報に基づいて、該シリンダーの版面の該明度差の閾値を越えた箇所にインキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
を特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止方法である。

請求項５に記載の発明は、グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する方法であって、
（リ）印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経て第１の濃淡画像を得たうえ、
（ヌ）該シリンダーの版面を照明する照明光の強度を複数通りに切り換えたときのそれぞれの該版面を撮影して得られた該複数通りの画像データを、前記第１の濃淡画像に更に重畳するデータ合成によって第２の濃淡画像とし、
（ル）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
（ヲ）該明度差が該閾値を越えた箇所を示す情報に基づいて、該シリンダーの版面の該閾値を越えた箇所に、インキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
これらを全て具備することを特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止方法である。

そして請求項６に記載の発明は、前記噴射するインキ再溶解液は、２液以上を混合した液であること、を特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載のグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止方法である。

グラビア印刷中に、上記装置を使用することで、シリンダー版面上で、「版かぶり」や「版つまり」の印刷不良の発生または不良が発生しようとする兆しを監視し、発生した不良の解消や又は発生を抑制する処置と、その処置による効果の確認を行うことにより、係る不良への対策を講じることが出来る。
これにより、従来は余儀なくされていた、不良発生後に印刷機を停止することによるロスや、処置を行うことによるロスを解消することができる。

本発明に係る装置の一例についてその構成を説明する概念図。 本発明に係る装置の他の一例について、その構成を説明する概念図。 本発明に係る装置のより詳細な一例につき、その構成を説明する概念図。 本発明に係る処理や動作の流れを示すフローチャート。

発明者等は「版かぶり」や「版つまり」の印刷不良の発生のメカニズムを研究した結果、被印刷物にインキを転移した直後の印刷直後のシリンダー表面に残る０．２μｍ以下の薄膜インキの再溶解時間と、シリンダーが１回転する時間とに、ある関係があることを見出した。

それによると、「再溶解時間」が「シリンダーが１回転する時間」よりも十分に小さい場合（「再溶解時間」＜＜「シリンダーが１回転する時間」）には、「版かぶり」や「版つまり」の印刷不良は発生しない傾向がある。又、もし「再溶解時間」が「シリンダーが１回転する時間」よりも大きい場合には（「再溶解時間」＞「シリンダーが１回転する時間」）は、シリンダー上にインキの堆積が発生し、係る印刷不良が発生してしまう傾向がある。

ここで、前記の薄膜インキの再溶解時間は、薄膜インキの厚さに比例する。そこで発明者が、被印刷物にインキを転移した直後のシリンダーの版面に残る薄膜インキの厚さ分布を調べたところ、この薄膜インキの厚さはシリンダーの版面上で不均一であることも見出した。
この不均一さの原因は、シリンダーの版面のセル形状分布の影響、シリンダーの同心精度、ドクターブレードの接触圧分布、又は印刷物への転移時のムラ、等が原因と考えられる。

ヘリオクリッショグラフ製版で絵柄データからグラビア凹版を作成した円周５００ｍｍ、長さ１１００ｍｍのシリンダーを、軟包装材向けのグラビア印刷機に取り付けた。
グラビア印刷用のインキ（東洋インキ製、ファインスターR631白インキ）を、酢酸エチルを主体とする溶剤（東洋インキ製、ＮＴ６０２溶剤）で希釈し、印刷試験を実施した。ここで、インキ粘度をザーンカップ、Ｎｏ．３で１５秒にセットして、周速度２００ｍ／で印刷した。
そして、デジタルカメラと複数のフラッシュを使用し、１分ごとに撮影をおこなった。版面の状態は、ストロボライトでシリンダ回転に同期させて目視で観察をおこなった。

但し、グラビア版であるシリンダーの版面は、一般に金属クロムによる反射光沢があるため、撮像手段（代表例：デジタルカメラ）で絵柄を単純に自動判別することが難しいことが判明した。そこで、シリンダーの製版データベースより、係るシリンダーの絵柄の製版データを取り込み、撮像装置で撮像した画像（カメラ画像）とのデータ照合（マッチング）を行った。

また、シリンダー版面上の反射光沢により版面を観察できなくなるエリアが発生する現象も生じた為、照明装置の照度を複数通り順次切り替えて、その都度のシリンダー版面の画像（カメラ画像）を撮像し、それで得られた複数通りの照度の画像データ（カメラ画像データ）を合成する（データを重ね合わせる）ことで、絵柄データと一致した濃淡画像を取得した。

そのうえで、ドクターブレードの接触圧力を３０％増加し、版かぶりを意図的に発生させたところ、絵柄データと濃淡画像の比較結果に変化が観られた為、その変化によって版かぶりの箇所を検知することができた。
尚、ドクターブレードの圧力を元に戻し、版かぶりを解消させたところ、絵柄データと一致した濃淡画像に復帰した。

次に、周速度を２５０ｍ／分に増速させたところ、濃淡画像がほぼ全体的に変化した。そこで、照明の照度を変更し、再度、前記の製版データを利用して画像のデータ照合（マッチング）を行ったところ、濃淡画像を安定取得することがきた。

周速度２５０ｍ／分で、２０分間印刷しつづけたところ、カメラ画像の濃淡画像が変化し、筋状の濃淡分布が発生した。

さらに１０分後に、シリンダー面内非画線部に筋状のインキ堆積した「版かぶり」不良を目視で確認した。「版かぶり不良」発生箇所は、カメラ画像の濃淡分布変化と一致した。このインキ堆積は、試験終了時間６０分まで継続して濃度が増えていった。

次に、版上に堆積したインキの再溶解をおこなう装置をテストした。版の非画線分に堆積したインキは、再溶解させるため、
１）循環しているインキをふきかける。
２）希釈溶剤をふきかける。
の２つの処置を試みたが、堆積したインキは解消しなかった。

そこで、印刷物への影響なく、インキ再溶解能力を上げる方法を検討したところ、酢酸エチル系の溶剤では、０．５〜３％の水分を混入すると、溶剤のインキ溶解能力が著しく向上することが判明した。

酢酸エチルを主体としたウレタン樹脂系のインキは、空気中からの水分の混入を想定しており、使用インキ総重量に対して１〜２％の混入は許容範囲である。具体的には１ユニットあたり１０〜２０ｋｇのインキを使用するので、混合溶液で１〜２ｋｇ（水分換算で１００〜２００ｇ）までは混入の影響がない。

次に、周速度２５０ｍ／分の印刷条件で、水を含んだ混合溶剤の効果を確認した。同じ印刷条件で、試験開始後３０分で、筋状のインキ堆積が発生した。

印刷状態のまま、発生した非画線部のインキ堆積部に対し、水２％を混合したＮＴ６０２溶剤５０ｍｌを吐出した。２分後にカメラ画像で、非画線部に発生していたインキ堆積が解消したことを確認した。非画線部に堆積していたインキ堆積が、吐出した溶液に再溶解し、解消したと考えられる。

溶剤に混合する水の量を、０％、０．５％、１％、２％、３％の５通りに変更し、印刷テストをしたところ、０．５〜３％の水の混合で非画線部のインキ堆積解消に効果があることが判明した。再溶解までのスピードは３％の場合が最も速かった。
また、本発明との比較の為に、溶剤に混合する水の量を３．５％、５％、７％の３通りで印刷テストをしたところ、係る非画線部のインキ堆積解消についての効果は特に認められなかった。

１ ・・・印刷物
２ ・・・不良絵柄
３ ・・・シリンダー
４ ・・・圧胴
５ ・・・ドクターブレード
６ ・・・カメラ
７ ・・・照明
８ ・・・製版データベース
９ ・・・画像処理装置
１０・・・検出画面
１１・・・回転検知エンコーダー
２１・・・首振機構付き噴射装置
２２・・・バルブ
２３・・・ポンプ
２４・・・溶剤タンク
２５・・・水タンク

Claims (6)

1. 少なくとも撮影手段、画像処理手段、および液噴射手段を有し、グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する装置であって、
   該撮影手段は、印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面を撮影すること、
   該画像処理手段は、
   （イ）該撮影手段によって得られた該版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経た第１の濃淡画像を、該版面の基準濃淡画像としたうえ、
   （ロ）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
   該液噴射手段は、該画像処理手段が出力した該情報に基づいて、該シリンダーの版面の該明度差の閾値を越えた箇所にインキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
   これらを全て具備することを特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置。
2. 少なくとも撮影手段、画像処理手段、および液噴射手段を有し、グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する装置であって、
   該撮影手段は、印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面を撮影すること、
   該画像処理手段は、
   （ハ）該撮影手段によって得られた該版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経た第１の濃淡画像を得て、
   （ニ）該シリンダーの版面を照明する照明光の強度を複数通りに切り換えたときのそれぞれの該版面を撮影して得られた該複数通りの画像データを、前記第１の濃淡画像に更に重畳するデータ合成によって第２の基準濃淡画像とし
   （ホ）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
   該液噴射手段は、該画像処理手段が出力した該情報に基づいて、該シリンダーの版面の該明度差の閾値を越えた箇所にインキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
   これらを全て具備することを特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置。
3. 前記液噴射手段が噴射する前記インキ再溶解液は、２液以上を混合した液であること、を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止装置。
4. グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する方法であって、
   （ヘ）印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経た第１の基準濃淡画像としたうえ、
   （ト）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
   （チ）該明度差が該閾値を越えた箇所を示す情報に基づいて、該シリンダーの版面の該明度差の閾値を越えた箇所にインキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
   を特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止方法。
5. グラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積を防止する方法であって、
   （リ）印刷中のグラビア印刷機のシリンダーの版面の画像データと、該シリンダーの製版の絵柄データとのデータ照合を経て第１の濃淡画像を得て、
   （ヌ）該シリンダーの版面を照明する照明光の強度を複数通りに切り換えたときのそれぞれの該版面を撮影して得られた該複数通りの画像データを、前記第１の濃淡画像に更に重畳するデータ合成によって第２の基準濃淡画像とし、
   （ル）該シリンダーの版面の同じ箇所に関して、該撮影手段により撮影した印刷時濃淡画像と該基準濃淡画像とを明度について比較し、明度差が設定したおいた閾値を越えたかどうかを判断する処理を印刷中に繰り返し行い、該明度差が該閾値を越えた場合には該越えた箇所を示す情報を出力すること、
   （ヲ）該明度差が該閾値を越えた箇所を示す情報に基づいて、該シリンダーの版面の該閾値を越えた箇所に、インキを再溶解させるインキ再溶解液を噴射すること、
   これらを全て具備することを特徴とするグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止方法。
6. 前記噴射するインキ再溶解液は、２液以上を混合した液であること、を特徴とする請求項４又は５のいずれかに記載のグラビア印刷機シリンダー版面のインキ堆積防止方法。

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