JPH08267728A - 印刷機のウェブの湿度を制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、従来技術の欠点を解消でき
るカラー印刷機内のウェブの湿度を制御する方法及び装
置を提供することにある。 【解決手段】 本発明のカラー印刷機内のウェブの湿度
を制御する方法は、ステーション（１１）で行なわれる
印刷の幅及び次のステーション（１２）で行なわれる印
刷の幅を測定し、差異がゼロに等しくない場合には、差
異をゼロに導くため、ステーション（１１）のドライヤ
の１つ又は幾つかのパラメータに適用する１次矯正信号
（Ｑｖ）を発生し、且つ印刷機の次のステーション（１
２）の各ドライヤにそれぞれ適用する同じパラメータの
逓減的矯正の２次信号（ｑｖ）を発生することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、幾つかのステーシ
ョン（各ステーションは、先行印刷上に重ね印刷する基
本色を印刷する）を有するカラー印刷機内の紙又は厚紙
等のウェブ材料の湿度の制御に関連する方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】このような印刷機は、通常、長手方向及
び／又は横方向の印刷整合制御装置を有している。この
装置は、通常、各ステーションの縁で互いに並べて及び
／又は連続的に印刷されたマークの位置を、１つ又は幾
つかのフォトセル又は他の検出器により検出することに
基づいている。全ての検出器の信号を受ける計算機は、
長手方向及び横方向の不整合を永久的に測定し、且つ不
整合を矯正するため補償ローラ及び印刷シリンダを変位
させる矯正信号を供給する。このような整合制御装置に
よれば、基準マークが付された位置で、１／１０ミリメ
ートル以下の精度で他の印刷の上に重ねて印刷をするこ
とができる。しかしながら、マークが印刷されている領
域の外側で印刷の横方向残留変位（ｓｉｄｅｗｉｓｅ
ｒｅｓｉｄｕａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）が頻繁
に発見され、このような変位は、数十分の一ミリメート
ルまで達成でき且つマークに隣接する領域の外側で最終
印刷を許容できるものにする。この現象は、ウェブが３
メートル程の大きさの場合に特に見られ、印刷はネガテ
ィブライティングのように微細であり、１／１０ミリメ
ートルの変位であっても、マークの横方向に移動した領
域の印刷を判読不可能にする。

【０００３】後で理解できるようになるであろうが、こ
の横方向の残留変位の大部分は、湿度変化により、印刷
ステーションのウェブの寸法が他のウェブ部分の寸法と
は異なってしまうことによる。実際、例えばグラビア印
刷の場合、溶剤により非常に流動性が高く作られたイン
キは、印刷シリンダのセルによりパンの外部に収集さ
れ、毛管現象により紙ウェブに運ばれる。このインキ
は、あらゆる混合を防止するため、次の色を印刷する前
に乾燥しなければならない。この乾燥は２つの印刷群の
間で溶剤を徐々に揮発させることにより実行され、必要
ならば、暖かい空気を吹きつけるドライヤにより増強す
ることもできる。このインキング及び乾燥により、ステ
ーションを出るウェブの湿度は、多くのファクタ、例え
ば、紙質、インキの品質、印刷の幅、印刷前の紙の湿
度、ドライヤ内の空気の湿度及び温度、乾燥時間、及び
印刷機でのウェブの遮蔽速度に基づいて定まる。従っ
て、紙ウェブの湿度が１％変化すると、その横方向寸法
は０．１％（すなわち、幅３メートルのウェブでは３ミ
リメートル）変化する。印刷機オペレータの１つの仕事
は、画像の中心にある整合制御装置が適正に作動するよ
うにした後、ボード状の印刷の調節をチェックすること
である。オペレータが横方向の残留誤差を見つけたなら
ば、ステーション間のウェブの湿度が最善になるように
ドライヤを手動で調節しなければならない。しかしなが
ら、この手動作業は煩わしく、熟練した人のみが行なう
ことができる。

【０００４】米国特許第４，７９８，１３６号は、ウェ
ブの縁部にマークを印刷することなく、各ステーション
の入口でウェブの物理的な幅を読み取ることにより印刷
の自動整合制御を行なう方法及び装置を開示している。
ウェブの前記幅は２つのサイドセンサにより測定され
る。各サイドセンサはロッドを有し、該ロッドの一端に
はウェブの一部と接触するホイールが支持され、他端に
は、読取りを行なう２つの電磁コイルの前方でシフトす
る磁石が支持されている。計算機が一ステーションから
他ステーションに移動するウェブの幅の変化を検出する
と、計算機は、ウェブと接触し且つ電気抵抗器により又
は熱水又は蒸気により加熱される乾燥ローラの温度を変
化させて先行ドライヤの効率を修正するか、空気流量又
は吹きつけられる空気の電気加熱を修正するに過ぎな
い。米国特許第４，７９８，１３６号に開示の装置は、
印刷の基準マークの前方で作用する長手方向及び横方向
の不整合の制御機器を交換することはできない。実際、
整合不全を引き起こす原因として、例えば、横方向流れ
を引き起こすウェブの不均一性、長手方向の流れを引き
起こす弾性係数の変化、導入張力の変化、アイロルロー
ラの慣性及び摩擦がある。アイドルローラの慣性及び摩
擦は一方の印刷要素に対する他方のアイドルローラの位
置矯正を行なう上で必要であり、このため上記装置は全
く有効でない。

【０００５】また、印刷幅の変化の矯正に関し、実際に
は、前記装置の効率は、高速で進行する幅広ウェブの縁
部の印刷を特に微細に整合状態に維持するには確かに不
充分である。始動時には、ウェブの幅は、全ローラ供給
装置において厳格に一定である。初期の不規則性によ
り、矯正が不充分になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
欠点を解消できるカラー印刷機内のウェブの湿度を制御
する方法及び装置を提供することにあり、本発明の方法
は、印刷の調節精度に関して優れた性能を有し且つフィ
ードバック時間に関しダイナミックである。好ましく
は、この方法は、基本的に予測できる結果、すなわち連
続的な印刷の幅が得られるものでなくてはならない。ま
た、本発明の方法を使用する装置の概念は、コストをリ
ーズナブルなものとし且つメインテナンスを容易にする
ため簡単でなくてはならない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ステーショ
ンで行なわれる印刷の幅及び次のステーションで行なわ
れる印刷の幅を測定し、一方の印刷と他方の印刷との最
終的な差異を決定し、差異がゼロに等しくない場合に
は、ウェブの湿度の値を印刷機の入口での初期値に矯正
するため、ステーションのドライヤの１つ又は幾つかの
パラメータに適用する１次矯正信号を発生し、且つ印刷
機に続くステーションの各ドライヤにそれぞれ適用する
同じパラメータの逓減的矯正の２次信号を発生すること
を特徴とする方法により達成される。実現する上での好
ましい形態によれば、矯正信号は、ドライヤ内に吹き込
まれる乾燥空気中に噴射される蒸気の量に適用される。
噴射蒸気の前記量は、特に乾燥空気の所定湿度値に影響
を及ぼす。ここで、乾燥ウェブに湿度を付与する関数
は、底が０と１との間にある対数関数として時間の経過
につれて漸近線に逓減する曲線であるか、負の指数をも
つ巾（べき）の関数（下方の漸近線の値が吹きつけられ
る空気の湿度の値である）である。このため、非常に速
く且つ効率的に空気の湿度値を変えることにより、紙の
乾燥曲線すなわちドライヤの長さ及びテープ速度に従っ
て与えられる遅延後に出るウェブの湿度が修正される。

【０００８】工場での多くの試験により、本発明者等
は、１００の１次矯正に対し、最初の２次矯正は７〜５
０の間にあり且つ第２の矯正は１〜１５の間にあるべき
ことを見出した。好ましくは、一ステーションから他の
ステーションへの誤差の展開（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を
試験し且つこの展開に関する２次矯正の方法を決定でき
るようにするため、印刷機を出るときに連続印刷の幅を
測定する。本発明の方法を実施するために特別構成され
た装置は、一ステーションで実現される印刷の幅を具体
化する左右のマークの位置を検出し且つ次のステーショ
ンで実現される印刷の幅を具体化する左右のマークの位
置を検出する光電手段と、光電手段の信号を受け且つ一
印刷から他の印刷の幅の可能差異を確立する電子手段
と、差異がゼロに等しくない場合に、ウェブの湿度の値
を印刷機に入るときのウェブの初期値に矯正すべく、ウ
ェブ又は流れと接触するプレート又はローラの加熱及び
ステーションのドライヤの水蒸気の加熱及び／又はパー
センテージの調整手段に１次矯正電気信号を発生し、且
つ印刷機に続く各ドライヤの同じ調整手段に適用される
逓減的矯正の電気信号を発生する電子手段に接続される
電子計算機とを有している。

【０００９】この装置は、横方向及び長手方向の整合の
調節に既に使用されている第１手段を有している。この
ため、電子計算機のアルゴリズム及び数値的データベー
スを完了することにより、計算機は、換気機構を制御す
る電磁弁又は電気回路ボード又は市販の加熱電気抵抗器
の供給ボードに簡単に接続される。本発明によるこの装
置の実現コストはリーズナブルな範囲にある。好ましく
は、矯正の電気信号は、ドライヤ内に吹き込まれる乾燥
空気中に噴射される水蒸気を制御する弁に適用される。
弁が開位置又は閉位置に到達すると、吹き込まれる空気
のヒータに対応する矯正信号が適用される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、添付図面に示す非制限
的な実施例についての以下の説明からより良く理解され
よう。図１の上部には、紙又は厚紙のようなウェブ２に
カラー画像を印刷する印刷機が概略的に示されている。
この印刷機（例えばグラビア印刷機）は４つの印刷群か
らなる。第１の印刷群１１は黄を印刷し、第２の印刷群
１２は赤を印刷し、第３の印刷群１３は青を印刷し、最
後の印刷群１４は、最終画像にコントラストを付与する
ため黒を印刷する。オフセット印刷機の場合には、色
は、逆の順序すなわち最も暗い色から最も明るい色を印
刷する。この印刷機では、次の色を印刷する前に或る色
の印刷を完全に乾燥させる必要があり、これは、あらゆ
る混合すなわち滲み（ｂｕｒｒ）を防止するためであ
る。また、印刷群１により付着されるインキは、紙ウェ
ブを瞬間的に湿らせて膨潤させる傾向を有し、次の印刷
を行なう前に紙ウェブをその元の寸法に矯正することが
推薦されている。このため、図示の実施例では、紙ウェ
ブ２は、初期湿度ｈｐ０で印刷機に入り、印刷群１２で
印刷される前に湿度ｈｐ１で第１ステーションのドライ
ヤＳ１を出て、以下同様に、ウェブは、それぞれの湿度
ｈｐ２及びｈｐ３で次のステーションを出る。

【００１１】特に本発明によれば、ウェブの右側マーク
の上方に位置するマーク検出装置１０と左側マークの上
方に位置する他方の検出装置２０とからなる二重光電手
段設けられている。これらの光電手段は、各印刷群１
１、１２、１３、１４によりそれぞれ印刷される側方マ
ーク対（１対のマークは、それぞれの印刷に隣接して配
置されている）を検出できる。各検出装置は、第一に、
ウェブの対応マーク上に光スポットを投影する光源を有
している。次に、各装置は、マークの移動により生じる
反射光を直接（または光ファイバを介して）受ける光電
セルを有している。或いは、これらの光電手段は、ウェ
ブの移動と同期する光フラッシュで一群のマークの「写
真」を撮る２つのＣＣＤカメラで構成できる。これらの
光電検出手段１０、２０により発生される信号は、対応
する左右のマークと比較して各印刷（１１、１２、１
３、１４）の有効幅を最初に決定する画像処理のボード
などの電子手段３０に入力される。次に、これらの電子
手段は、後で、他の印刷に対する１つの印刷の最終的な
差異（Δ１２、Δ２３、Δ３４）並びに印刷機に沿うこ
れらの展開を確立する。連続幅のこれらの差異を表す数
値データが計算機４０に入力され、該計算機４０は、次
のようなプロセス仕様に従って、各ドライヤＳ１、Ｓ
２、Ｓ３についての予整合パラメータ矯正信号のアルゴ
リズム及びテーブルを確立する。

【００１２】好ましくは、本発明によれば、計算機４０
により作られる矯正信号は、最初に水蒸気の制御装置の
電磁弁５２、５２′、５２″に入力され、タンク６０の
生成物が各ドライヤすなわちドライヤＳ１、Ｓ２、Ｓ３
への吹込み空気中に噴射される。このようにして、ウェ
ブに吹き込まれる空気の湿度は正確な値すなわち、ドラ
イヤＳ１内は湿度ＨＳ１、ドライヤＳ２内はＨＳ２及び
ドライヤＳ３内はＨＳ３に固定される。弁５２、５
２′、５２″の１つが停止位置（全開位置又は全閉位
置）に到達すると、第２信号がそれぞれの電気抵抗器５
４、５４′、５４″に作用し、湿度ＨＳを新しい所望値
に維持すべく乾燥空気を修正できる。上記装置の作動方
法が、図２に横軸で示す印刷機に沿う全ての紙の湿度を
ｙ軸に示す図３〜図５に詳細に示されており、これは、
種々の状況における湿度である。図５は、初期湿度ｈｐ
０で印刷機に入る紙ウェブが乾燥されて、次の印刷に移
行する前に同じ値ｈｐ０にシステマチックに戻される理
想的な状況を示す。このため、横軸に沿って図示する印
刷ＩＭＰ１、ＩＭＰ２、ＩＭＰ３は、印刷機を出るとき
に厳密に同じ幅になる。

【００１３】この例示実施例では、印刷ＩＭＰ１及びＩ
ＭＰ２の等幅が考えられ、これらの印刷はウェブの湿度
を等しく増大させるため、同じ乾燥作用が必要になる。
逆の場合には、印刷の幅に関連して乾燥の幅を正確に調
節するのが適当である。また、この例では、紙の湿度に
ついての乾燥の効果は、標準逆対数すなわち負の指数を
もつ巾の関数の標準のような逓減的な漸近曲線で示され
ており、漸近線の値は吹き込まれる空気の湿度ＨＳの値
に等しい。明らかに理解されようが、この乾燥曲線の正
確な形状は、数ある中で、ドライヤの長さ、ドライヤに
沿う輪郭の変化、吹き込まれる空気の流量又は温度、及
び可能ならばウェブと接触する加熱要素の存在等の多数
のファクタに基づいて定まる。図５に示す例では、ドラ
イヤＳ１、Ｓ２の理想的な結果は、ウェブの湿度を初期
値ｈｐ０にシステマチックに矯正することである。図３
は、バランスが崩れた第１の状況（厳密に同じ幅をもつ
印刷ＩＭＰ２、ＩＭＰ３よりも狭い幅で、印刷ＩＭＰ１
が出る状況）を示す。これは、太線の曲線で示すよう
に、ドライヤＳ１を出るウェブの湿度ｈｐ１の値が、ド
ライヤＳ２を出るウェブの湿度ｈｐ２と明らかに等し
い。これらの両湿度は、他方では、印刷機への入口での
初期湿度ｈｐ０より明らかに低い。次に、正確に印刷さ
れた後、印刷ＩＭＰ１は、印刷群１２及び印刷群１３に
到達するとき、一旦過度に乾燥させることにより再び収
縮される。

【００１４】本発明によれば、値ＨＳから吹き込まれる
空気の湿度を矯正値ＨＳ１ｃに増大させるため、図１の
電磁弁５２を調節して、噴射蒸気をＱｖだけ増大させ
る。この結果は、ドライヤＳ１を出るウェブの湿度ｈｐ
１が入る湿度ｈｐ０と明らかに等しくなるまで、図示の
長破線に従って乾燥効果を直ちに修正することである。
より詳しくは、本発明によれば、ドライヤＳ１の空気中
に噴射される蒸気の第１矯正＋Ｑｖは、ドライヤＳ２内
に吹き込まれる空気中に噴射される蒸気の第２矯正＋ｑ
ｖを伴い、初期値ＨＳ２の湿度を第２値ＨＳ２ｃに導
く。実際には、ドライヤＳ１を出る紙の湿度ｈｐ１が増
大し且つドライヤＳ２内での矯正しない乾燥の効果も増
大しているので、短破線で示す曲線に従うためには、殆
ど同じ初期値でドライヤＳ２を出る紙の湿度をもたら
し、次に、一方では印刷ＩＭＰ１と印刷ＩＭＰ２との間
（他方では印刷ＩＭＰ３との間）のバランスしない幅を
導入する。長破線で示す曲線に関し容易に理解されよう
が、第２矯正＋ｑｖの結果は、ドライヤＳ２を出る紙の
湿度ｈｐ２を同時に増大させることであり、このように
して、一回のみの残留光矯正を行なって、２回反復する
ことにより図５に示す理想例に戻る。換言すれば、１次
矯正＋Ｑｖによる２次矯正の予測＋ｑｖにより、所望の
状況を回復させるプロセスを明らかに加速した。

【００１５】図４は、バランスが崩れた逆の状況（厳密
に同じ幅をもつと考えられる印刷ＩＭＰ２、ＩＭＰ３に
比べ、印刷ＩＭＰ１が非常に大きい幅で出る状況）を示
す。実線の曲線で示すように、この状況は、ドライヤＳ
１を出るウェブの湿度ｈｐ１がドライヤＳ２を出る湿度
ｈｐ２と明らかに等しく、両湿度共、ウェブの初期湿度
ｈｐ０に比べ非常に高いという事実による。ドライヤＳ
１内に吹き込まれる空気中に噴射される蒸気の量の減少
の態様での１次矯正−Ｑｖにより、この空気の湿度が値
ＨＳ１から値ＨＳ１ｃになり、ドライヤＳ１を出る湿度
ｈｐ１の値を、初期値ｈｐ０に明らかに等しくする。し
かしながら、ドライヤＳ１を出る湿度のこの低下により
ドライヤＳ２の効率が低下し、微小破線の曲線に示すよ
うに、湿度ｈｐ２は明らかにその初期値に留まる。矯正
−Ｑｖと同時に実行される２次矯正−ｑｖにより、ドラ
イヤＳ２内に吹き込まれる空気の湿度は、ドライヤＳ２
を出るウェブの湿度ｈｐ２が低下し且つ第２の反復に対
する１回のみの残留光矯正により図５の理想状況に迅速
に戻るようにして、値ＨＳ２から、これより小さい矯正
値ＨＳ２Ｃに導かれる。図３の状況において、最初の矯
正＋Ｑｖと同様にして実現される２次矯正＋Ｑｖは、印
刷ＩＭＰ２と印刷ＩＭＰ３とが同一になるか、印刷ＩＭ
Ｐ２が印刷ＩＭＰ３より低くなる場合に有効である。逆
の順番の場合に、光電手段１０、２０及び電子手段３０
が、印刷ＩＭＰ３自体が印刷ＩＭＰ２より低くなること
を予め確立するならば、計算機４０が−ｑｖへの２次矯
正を行なう方法を逆にする。同様に、図４に示す状況に
おいて、１次矯正Ｑｖを減じるのと同様にして実現され
る２次矯正ｑｖは、印刷ＩＭＰ２と印刷ＩＭＰ３とが同
一であるとき、又は印刷ＩＭＰ３が印刷ＩＭＰ２より低
いときに有効である。一方、印刷ＩＭＰ３が印刷ＩＭＰ
２に比べ非常に高いことを光電手段１０、２０及び電子
手段３０が検出すると、計算機４０は、逆方向の２次矯
正を行なう。

【００１６】このように、計算機４０には、印刷機に沿
う４色印刷の幅の展開の可能性のある各形状を処理する
アルゴリズムを含め、各形状について一方向に適用する
か、上方のドライヤの最初の矯正に対して下方のドライ
ヤに２次矯正（これらの２次矯正は逓減的なものであ
る）を行なうことができる。２次矯正の重要性は、ドラ
イヤの幾何学的形状に基づくところが大きい。１００ユ
ニットの１次矯正に対しては、直後のドライヤでは約８
〜５０ユニットの２次矯正が見込まれ、次のドライヤで
は約１〜１５ユニットの２次矯正が見込まれる。特許請
求の範囲内において、本発明には多くの改良を施すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による印刷機及びその制御装置を示す概
略図である。

【図２】３つのステーションを備えた印刷機を示す概略
図である。

【図３】最初の印刷の方が以下の２つの同一印刷より幅
狭の場合における、図２の印刷機に沿う紙ウェブの湿度
の展開を示すグラフである。

【図４】最初の印刷の方が以下の２つの同一印刷より幅
広の場合における、図２の印刷機に沿う紙ウェブの湿度
の展開を示すグラフである。

【図５】最初の印刷と以下の２つの同一印刷とが完全に
整合している場合における、図２の印刷機に沿う紙ウェ
ブの湿度の展開を示すグラフである。

【符号の説明】

２ ウェブ １０ 光電検出手段 １１ 第１印刷群 １２ 第２印刷群 １３ 第３印刷群 １４ 第４印刷群 ２０ 光電検出手段 ３０ 電子手段 ４０ 計算機 ５２ 電磁弁 ５２′電磁弁 ５２″電磁弁 ５４ 電気抵抗器 ５４′電気抵抗器 ５４″電気抵抗器 Ｓ１ ドライヤ Ｓ２ ドライヤ Ｓ３ ドライヤ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー印刷機内のウェブの湿度を制御す
   る方法において、 ステーション（１１）で行なわれる印刷の幅及び次のス
   テーション（１２）で行なわれる印刷の幅を測定し、 差異がゼロに等しくない場合には、差異をゼロに導くた
   め、ステーション（１１）のドライヤの１つ又は幾つか
   のパラメータに適用する１次矯正信号（Ｑｖ）を発生
   し、且つ印刷機の次のステーション（１２）の各ドライ
   ヤにそれぞれ適用する同じパラメータの逓減的矯正の２
   次信号（ｑｖ）を発生することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記矯正信号（Ｑｖ、ｑｖ）は、ドライ
   ヤ内に吹き込まれる乾燥空気中に噴射される蒸気の量に
   適用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 １００の１次矯正（Ｑｖ）に対し、最初
   の２次矯正（ｑｖ）が７〜５０の間に含まれ、第２の２
   次矯正が１〜１５の間に含まれることを特徴とする請求
   項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 一ステーションから他のステーションへ
   の誤差の展開を試験し且つこの展開に関する２次矯正の
   方法を決定できるようにするため、印刷機を出るときに
   連続印刷の幅を測定することを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方
   法を実施する装置において、 ステーション（１１）で実現される印刷の幅及び次のス
   テーション（１２）で実現される印刷の幅を具体化する
   左右のマークの位置を検出する光電手段（１０、２０）
   と、 光電手段（２０）の信号を受け且つ一印刷から他の印刷
   の幅の最終的差異を確立する電子手段（３０）と、 差異がゼロに等しくない場合に、ウェブの湿度の値を印
   刷機に入るときのウェブの初期値に矯正すべく、ウェブ
   又は流れと接触するプレート又はローラの加熱及びステ
   ーションのドライヤの水蒸気の加熱及び／又はパーセン
   テージの調整手段（５２、５４）に１次矯正電気信号
   （Ｑｖ）を発生し、且つ、印刷機に続く各ドライヤの同
   じ調整手段（５２′、５４′）に適用される逓減的矯正
   の電気信号（ｑｖ）を発生する電子手段（３０）に接続
   される電子計算機（４０）とを有することを特徴とする
   装置。
6. 【請求項６】 矯正の電気信号（Ｑｖ、ｑｖ）を弁（５
   ２、５２′）に適用して、ドライヤ内に吹き込まれる乾
   燥空気中に噴射される水蒸気を制御することを特徴とす
   る請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 制御弁（５２）が開位置又は閉位置に到
   達すると、吹き込まれる空気のヒータ（５４）に対応す
   る矯正信号（ｑｖ）を適用することを特徴とする請求項
   ６に記載の装置。