JP2017144557A - インキ膜厚管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、インキ膜厚の測定がリアルタイムに自動で行え、更に測定結果を基にしてインキ出し量の調整が自動で行えるインキ膜厚管理装置を提供する。
【解決手段】
インキがパターンローラに転移される前のダクトローラ表面からの反射光量によって、第１の膜厚を測定するための第１のセンサと、インキがパターンローラに転移された後のダクトローラ表面からの反射光量によって、第２の膜厚を測定するための第２のセンサを設け、第１の膜厚と第２の膜厚の差を基にインキ膜厚を算出し、算出したインキ膜厚の変動に応じて、インキ出し量の調整が行えるインキ膜厚管理装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、印刷機におけるインキ膜厚管理装置に関するものであり、特に、ダクトローラに非接触型のセンサを設置してインキ供給量を測定し、インキ膜厚を管理する装置に関するものである。

印刷機におけるインキ供給装置は、一例として、図８に示すように、インキを練合するダクトローラ（５）と、ダクトローラ（５）近傍に設けられ、ダクトローラ（５）との間にインキを滞留させるためのインキ壺（６）を形成するインキ壺ブレード（１４）と、インキ壺ブレード（１４）の下部に設置されインキ出し量を調整するインキ壺キー（７）と、ダクトローラ（５）とインキ壺ブレード（１４）の近傍に設置されインキ壺（６）のインキの漏えいを制御する側壁（１２）とから構成され、対向するローラにインキを転移し、最終的に版面（１３）にインキを供給するものである。

印刷物の品質を安定させ、かつ、高品質を目指すためには、各ローラを転移していくインキの膜厚管理は非常に重要な要素の一つである。そのため、これまでもインキの膜厚を管理するための手法が多数開示されている。

一例として、チェッカーローラのインキが塗布される表面に対向する部分にのみ膜厚検出センサを配置し、インキ塗布前と塗布後におけるセンサからの信号を受けることによってインキ膜厚を算出し、インキの供給量を自動で行う装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、本装置は、インキが塗布される前も塗布された後も同一端面でインキ膜厚を測定しているため、インキ供給量については推測であり正確な値ではなかった。

さらに、チェッカーローラの膨張が考慮されておらず、正確なインキ膜厚であるか否かも不明確であった。

また、装置構成にも課題があり、インキが高速で回転するローラから霧状に拡散するミスチングによって、センサやローラ周辺に汚れが発生する可能性もあり、本装置を凹版印刷機構に使用しようとした場合などには、汚れ対策のためのスペースを確保することが困難となり、装置自体が大型化してしまう可能性があった。

そこで、現行では、ダクトローラ（５）から転移されるインキ膜厚を測定する際に、対物接触型のシクネスゲージを使用し、ダクトローラ（５）がローラと接触した後のダクトローラ（５）表面の測定を行うことで、膜厚管理する方法をとっている。

特開昭６３−２６８６４５号公報

現行の方法では、インキ膜厚の測定がローラとの接触後のみであることから、正確な膜厚測定ではないため、あくまでも推測値でしかなく、適正な膜厚管理には至っていなかった。

また、現行の装置におけるシクネスゲージは、対物接触型であるため、稼働中の回転体と接触させるため、作業上の安全面に課題がある。

さらには、インキ出し量の調整を含めた管理は、作業者に熟練の技量が必要である。

本発明は、上記課題の解決を目的とするものであり、インキ膜厚の測定がリアルタイムに自動で行うことを可能とし、更に測定結果を基にしたインキ出し量の調整が自動で行えるインキ膜厚管理装置を提供することである。

本発明におけるインキ膜厚管理装置は、インキがローラに転移される前のダクトローラ表面からの反射光量によって、インキの第１の膜厚を測定するための第１のセンサと、インキがローラに転移された後のダクトローラ表面からの反射光量によって、インキの第２の膜厚を測定するための第２のセンサと、を有する測定部と、測定部の第１のセンサで測定した第１の膜厚と第２のセンサで測定した第２の膜厚の差を演算し、インキ膜厚を算出するための演算部と、適正インキ膜厚の許容範囲をあらかじめ格納しておくための記憶部と、演算部で算出したインキ膜厚と記憶部にあらかじめ記憶されている適正インキ膜厚の許容範囲を比較し、算出したインキ膜厚が許容範囲から逸脱していた場合にインキ壺キーの作動方向を判定するための比較判定部と、を有する制御部と、比較判定部で判定された結果を基に、インキ壺キーを作動させる駆動部と、を有することを特徴とする。

本発明におけるインキ膜厚管理装置は、測定部が、さらに、ダクトローラのインキ被覆部を測定するための複数個の第１のセンサから成る第１のセンサ群と、ダクトローラのインキ被覆部を測定するための第４のセンサを有し、演算部は、さらに、第１のセンサ群で測定したダクトローラのインキ被覆部の反射光量と、第４のセンサで測定したダクトローラの非インキ被覆部の反射光量から、ダクトローラの熱膨張量を算出し、算出した熱膨張量と、あらかじめ記憶されている熱膨張量からインキの第１の膜厚を算出することを特徴とする。

本発明におけるインキ膜厚管理装置は、第１のセンサ群における複数個の第１のセンサが、ダクトローラの表面に対して、全て同じ距離になる位置に設置されていることを特徴とする。

本発明は、インキ膜厚の測定がリアルタイムに自動で行い、更に測定結果を基にしたインキ出し量の調整も自動でできるため、インキ供給量が常に許容とする一定範囲内となるように管理することが可能となった。

インキ供給量が一定範囲内で管理できるようになったことによって、刷色が均一になり、印刷物が安定して製造できる。それに伴い、インキを過度に供給することがなくなり、インキ使用量も低減され、コスト削減につながった。

インキ膜厚管理を自動化したことによって、作業者の高度な技術が不要となり、作業の熟練度に依存することなく、誰でも扱うことが可能となった。また、計測によって回転体に触れることもないため、安全性も向上した。

インキ供給量が一定範囲内で管理できるようになり、インキの供給不足がなくなったため、画線切れや刷色不良がなくなり、損紙が低減された。

実施の形態１におけるインキ膜厚管理装置の側面図を示す。 実施の形態１におけるインキ膜厚管理のブロック図を示す。 実施の形態１におけるインキ膜厚管理のフロー図を示す。 実施の形態２におけるインキ膜厚管理装置の斜視図を示す。 実施の形態２における第１のインキ膜厚の算出のフロー図を示す。 ダクトローラ膨張量及びインキ膜厚算出方法の図を示す。 汚れ飛散防止板を設けたインキ膜厚管理装置の側面図を示す。 一般的な印刷機におけるインキ供給装置の概略図を示す。

本願発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。しかしながら、本願発明は、以下に述べる実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載における技術的思想の範囲内であれば、その他の様々な実施の形態が含まれる。

（実施の形態１）
実施の形態１は、ローラにインキが供給される前と後のインキ膜厚を測定し、それぞれの測定値から差を求めインキ膜厚を管理する形態である。

本発明のインキ膜厚管理装置を備える印刷機は、凹版印刷機やオフセット印刷機等、ローラを介してインキを転移させる印刷機全てに適用されるものである。なお、本発明における実施の形態では、凹版印刷機に適用させた場合について説明する。

図１に、本発明の第１の形態におけるインキ膜厚管理装置の側面図を示す。図１に示すように、インキ膜厚管理装置は、インキを練合するダクトローラ（５）と、ダクトローラ（５）近傍に設けられ、ダクトローラ（５）との間にインキを滞留させるためのインキ壺（６）を形成するインキ壺ブレード（１４）と、インキ壺ブレード（１４）の下部に設置されインキ出し量を調整するインキ壺キー（７）と、ダクトローラ（５）と対向する位置にダクトローラ（５）から供給されるインキを版面の任意の部分のみに転移させるパターンローラ（９）が設けられている。

インキ膜厚管理装置には、インキ膜厚を反射量によって測定するための第１のセンサ（１）及び第２のセンサ（２）が別の位置に、かつ、別の角度で設置されている。

第１のセンサ（１）は、用紙の転移方向に見ると、ダクトローラ（５）とパターンローラ（９）が接触する前までの間に設置されており、インキがパターンローラ（９）に転移される前のダクトローラ（５）表面の膜厚を測定するためのセンサである。以降、第１のセンサ（１）で測定したインキが転移される前にダクトローラ（５）表面に被覆されたインキ膜厚のことを第１の膜厚という。

一方、第２のセンサ（２）は、ダクトローラ（５）とパターンローラ（９）が接触した後から、インキ壺（６）に接触する前までの間に設置されており、インキがパターンローラ（９）に転移された後のダクトローラ（５）表面の膜厚を測定するためのセンサである。以降、第２のセンサ（２）で測定したインキが転移された後のダクトローラ（５）表面に被覆されたインキ膜厚のことを第２の膜厚という。

第１のセンサ（１）及び第２のセンサ（２）は、非接触型のセンサであり、ダクトローラ（５）表面のインキ膜厚を得るために、照射した光に対する反射量を測定できるセンサであれば、特に限定はない。

図２に、本発明におけるインキ膜厚管理装置のブロック図を示す。インキ膜厚管理装置は、測定部（１０１）、制御部（１０２）及び駆動部（１０３）から構成され、更に制御部（１０２）は、演算部（１０４）、記憶部（１０５）及び比較判定部（１０６）を有する。以下、それぞれについて説明する。

まず、測定部（１０１）は、第１のセンサ（１）によってインキがパターンローラ（９）に転移される前のダクトローラ（５）表面のインキ膜厚と、第２のセンサ（２）によってインキがパターンローラ（９）に転移された後のダクトローラ（５）表面のインキ膜厚を測定するための部である。

制御部（１０２）の一つである演算部（１０４）は、測定部（１０１）で測定した第１の膜厚と第２の膜厚の差を演算し、インキ膜厚を算出するための部である。

制御部（１０２）の一つである記憶部（１０５）は、インキ膜厚の許容範囲を格納しておく部である。この許容範囲の上限値及び下限値については、それまでの蓄積データを基に算出し、あらかじめ記憶させておく。

制御部（１０２）の一つである比較判定部（１０６）は、演算部（１０４）で算出したインキ膜厚と、記憶部（１０５）にあらかじめ記憶されているインキ膜厚の許容範囲を比較する部であり、算出したインキ膜厚が許容範囲から逸脱していた場合、インキ壺キー（７）の作動方向を判定する部である。

駆動部（１０３）は、比較判定部（１０６）で判定された結果を基に、モータ（図示なし）を駆動させ、インキ壺キー（７）を作動させる部である。例えば、比較判定部（１０６）において、算出したインキ膜厚が許容範囲より下回っていた場合、モータの駆動によってインキ壺キー（７）を後方に移動させ、インキ膜厚が厚くなるように制御する。逆に、算出したインキ膜厚が許容範囲より上回っていた場合、モータの駆動によってインキ壺キー（７）を前方に移動させ、インキ膜厚が薄くなるように制御する。

図３に、実施の形態１におけるインキ膜厚管理のフローチャートを示す。ただし、本フローチャートは、１サイクルのみを示すものとする。

まず、測定部（１０１）において、第１のセンサ（１）でインキが転移される前の第１の膜厚を測定し（ＳＴＥＰ１）、第２のセンサ（２）でインキが転移された後の第２の膜厚を測定する（ＳＴＥＰ２）。

次に、演算部（１０４）において、測定部（１０１）で測定した第１の膜厚と第２の膜厚の差を演算し、インキ膜厚を算出する（ＳＴＥＰ３）。

次に、比較判定部（１０６）において、演算部（１０４）で算出したインキ膜厚と、記憶部（１０５）にあらかじめ記憶されているインキ膜厚の許容範囲を比較し、算出したインキ膜厚が許容範囲から逸脱していた場合、インキ壺キー（７）の作動方向を判定する（ＳＴＥＰ４）。比較した結果、許容範囲内であった場合はＳＴＥＰ１へ戻って膜厚管理を継続し、作業終了時にフローを終了する。

具体的な判定としては、算出したインキ膜厚が許容範囲より下回っていた場合、インキ壺キー（７）を後方に移動させる指令を駆動部（１０３）に出し（ＳＴＥＰ５）、逆に、算出したインキ膜厚が許容範囲より上回っていた場合、インキ壺キー（７）を前方に移動させる指令を駆動部（１０３）に出す（ＳＴＥＰ５´）。

最後に、駆動部（１０３）において、比較判定部（１０６）から受けた指令に基づいて、インキ壺キー（７）を後方又は前方に移動させるため、モータを駆動させる（ＳＴＥＰ６又はＳＴＥＰ６´）。この動作が１サイクルとなる。フローチャートには図示していないが、実製造においては、ＳＴＥＰ１に戻り、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ６までを繰り返し、作業終了時にフローを終了する。

以上が、パターンローラにインキが供給される前と後のインキ膜厚を測定し、それぞれの測定値から差を求め、インキ膜厚を管理する形態である。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１において第１のセンサでインキが転移される前の第１の膜厚を測定したが、それに代わる手段として、ダクトローラの熱膨張量を算出し、算出した熱膨張量と、ダクトローラのインキ膜厚の値から差を求め、インキ膜厚を算出し、算出結果に基づいてインキ膜厚を管理する形態である。

図４に、本発明の第２の形態におけるインキ膜厚管理装置の斜視図を示す。インキ膜厚管理装置における各ローラの配置など、実施の形態１と同じ構成については、説明を省略する。

インキ膜厚管理装置には、インキ膜厚を算出するための第１のセンサ群（３）及び第４のセンサ（４）が設置されている。なお、第１のセンサ群（３）は、実施の形態１における第１のセンサ（１）を複数個配列したものである。

第１のセンサ群（３）は、複数の第１のセンサ（１）のそれぞれが、ダクトローラ（５）の表面に対して、全て同じ距離になる位置、かつ、インキがダクトローラ（５）を被覆している部分を測定できる位置に設置されている。

また、第１のセンサ群（３）を設置する個数は、印刷物のサイズに合わせて適宜設定するとともに、ダクトローラ（５）の熱膨張を勘案した最低個数とすることが好ましい。これは、コスト面や操作及び制御などの管理面を考慮して決めればよい。本実施の形態においては、第１のセンサ群（３）を４個設置する形態で説明する。

一方、第４のセンサ（４）も、前述した第１のセンサ群（３）と並列して設置されており、ダクトローラ（５）の表面に対する距離も、第１のセンサ群（３）と同じ距離に設置されている。しかしながら、インキがダクトローラ（５）を被覆している部分を測定できる第１のセンサ群（３）と異なり、インキがダクトローラ（５）を被覆していない部分を測定できる位置に設置されており、ダクトローラ（５）からの反射量を測定するためのセンサである。

図５に、実施の形態２におけるインキ膜厚管理のフローチャートを示す。ただし、本フローチャートは、１サイクルのみを示すものとする。また、実施の形態１と異なる点、つまり、第１のインキ膜厚の算出方法のみを説明する。

まず、測定部（１０１）において、第１のセンサ群（３）でダクトローラ（５）のインキ被覆部の反射量（Ａ１）を測定し（ＳＴＥＰ１１）、第４のセンサ（４）でダクトローラ（５）の非インキ被覆部の反射量（Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１）を測定する（ＳＴＥＰ１１´）。

次に、演算部（１０４）において、測定部（１０１）で測定した反射量を基に、ダクトローラ（５）の熱膨張量を算出する（ＳＴＥＰ１２）。ここでいう熱膨張量の算出方法については、図６を用いて説明する。

第一に、図６（ａ）に示すように、初期状態のダクトローラ（５）における非インキ被覆部の反射量を１か所（Ａ）、インキ被覆部の反射量を４か所（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）で測定する。

第二に、図６（ｂ）に示すように、印刷機稼働中のダクトローラ（５）における非インキ被覆部の反射量を１か所（Ａ´）、インキ被覆部の反射量を４か所（Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´、Ｅ´）で測定する。測定後、（Ａ）から（Ａ´）の変動量（＋Ａ）に伴う、（Ｂ）から（Ｂ´）の変動量（＋Ｂ）、（Ｃ）から（Ｃ´）の変動量（＋Ｃ）、（Ｄ）から（Ｄ´）の変動量（＋Ｄ）、（Ｅ）から（Ｅ´）の変動量（＋Ｅ）をデータベース化し、記憶部（１０５）に記憶しておく。この変動量が、ダクトローラ（５）の各か所の熱膨張量になる。

第三に、図６（ｃ）に示すように、ＳＴＥＰ１１´で測定したダクトローラ（５）の非インキ被覆部の反射量（Ａ１）を基に、記憶してあるデータベースを活用して変動量（＋Ｂ、＋Ｃ、＋Ｄ、＋Ｅ）の値を呼び出し、ＳＴＥＰ１１で測定した反射量（Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１）と、呼び出した変動量（＋Ｂ、＋Ｃ、＋Ｄ、＋Ｅ）の差を演算することで、第１のインキ膜厚を算出する（ＳＴＥＰ１３）。

ここまでのステップが、実施の形態１とは異なる第１のインキ膜厚の算出方法であり、それ以降のステップについては、実施の形態１のＳＴＥＰ２以降と同様であるため、説明は省略する。

以上が、ダクトローラの熱膨張量を算出し、算出した熱膨張量と、ダクトローラのインキ膜厚の値から差を求めインキ膜厚を算出し、算出結果に基づいてインキ膜厚を管理する形態である。

これまで説明してきた実施の形態１又は実施の形態２においては、ミスチングによる汚れ対策として、更に汚れ飛散防止板を設ける構成としてもよい。

図７に示すように、汚れ飛散防止板（１０）は、第１のセンサ（１）又は第１のセンサ群（３）とダクトローラ（５）の間、かつ、パターンローラ（９）と接触しない位置に備える。汚れ飛散防止板は（１０）、インキ供給中に発生するミスチングにより第１のセンサ（１）又は第１のセンサ群（３）が汚れないようにするためのものである。

また、汚れ飛散防止板（１０）が汚れると正確な膜厚測定ができないため、第１のセンサ（１）又は第１のセンサ群（３）の値が、外れ値の場合は、警報を鳴らして注意喚起する。

なお、ここでいう外れ値とは、第１のセンサ（１）のように、センサを一つ使用している構成では、前回の測定値から大きく変動した場合を外れ値とし、第１のセンサ群（３）のように、センサを複数設置している構成では、前回の測定分から大きく変動した場合と、他のセンサとの平均から大きく外れたものを外れ値とする。

１ 第１のセンサ
２ 第２のセンサ
３ 第１のセンサ群
４ 第４のセンサ
５ ダクトローラ
６ インキ壺
７ インキ壺キー
８ 練りローラ
９ パターンローラ
１０ 汚れ飛散防止板
１１ インキ膜厚管理装置
１２ 側壁
１３ 版面
１４ インキ壺ブレード
１０１ 測定部
１０２ 制御部
１０３ 駆動部
１０４ 演算部
１０５ 記憶部
１０６ 比較判定部

Claims (3)

1. 印刷機のインキ膜厚管理装置において、
   前記インキ膜厚管理装置は、インキがローラに転移される前のダクトローラ表面からの反射光量によって、第１の膜厚を測定するための第１のセンサと、前記インキが前記ローラに転移された後の前記ダクトローラ表面からの反射光量によって、第２の膜厚を測定するための第２のセンサを有する測定部と、
   前記測定部の前記第１のセンサで測定した第１の膜厚と、前記第２のセンサで測定した第２の膜厚の差を演算し、インキ膜厚を算出するための演算部と、適正インキ膜厚の許容範囲をあらかじめ記憶しておくための記憶部と、前記演算部で算出した前記インキ膜厚と、前記記憶部にあらかじめ記憶されている適正インキ膜厚の許容範囲を比較し、算出した前記インキ膜厚が前記許容範囲から逸脱していた場合、インキ壺キーの作動方向を判定するための比較判定部と、を有する制御部と、
   前記比較判定部で判定された結果を基に、前記インキ壺キーを作動させる駆動部と、を有することを特徴とするインキ膜厚管理装置。
2. 前記測定部は、さらに、前記ダクトローラのインキ被覆部を測定するための複数個の前記第１のセンサから成る第１のセンサ群と、前記ダクトローラのインキ被覆部を測定するための第４のセンサと、を有し、
   前記演算部は、さらに、前記第１のセンサ群で測定した前記ダクトローラのインキ被覆部の反射光量と、前記第４のセンサで測定した前記ダクトローラの非インキ被覆部の反射光量から、前記ダクトローラの熱膨張量を算出し、前記算出した熱膨張量と、あらかじめ記憶されている熱膨張量から前記第１の膜厚を算出することを特徴とする請求項１記載のインキ膜厚管理装置。
3. 前記第１のセンサ群における複数個の前記第１のセンサは、前記ダクトローラの表面に対して、全て同じ距離になる位置に設置されていることを特徴とする請求項２記載のインキ膜厚管理装置。

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