(57)【要約】【課題】制御応答性が良く、多色印刷機の稼動率を向上させ、材料の無駄がなく、十分なインキの乾燥が得られる多色印刷機、紙幅制御方法および装置を提供する。【解決手段】印刷ユニット間において用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれを修正するために、前記印刷ユニット間において前記用紙に加湿を行なって前記用紙が所定の紙幅となるように制御する紙幅制御手段を具備するようにした多色印刷機。多色印刷機の印刷ユニット間において用紙の紙幅を検出する紙幅検出手段と、前記紙幅と所定の紙幅とを比較して前記用紙への加湿量を演算する演算手段と、前記演算した加湿量に基づいて紙を加湿する加湿手段とを具備するようにした紙幅制御装置およびそれに適用された紙幅制御方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ユニット間において用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれを修正するために、前記印刷ユニット間において前記用紙に加湿を行なって前記用紙が所定の紙幅となるように制御する紙幅制御手段を具備することを特徴とする多色印刷機。
【請求項２】
多色印刷機の印刷ユニット間において用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれを修正するための紙幅制御方法であって、前記印刷ユニット間において前記用紙に加湿を行なって前記用紙が所定の紙幅となるように制御することを特徴とする紙幅制御方法。
【請求項３】
多色印刷機の印刷ユニット間において用紙の紙幅を検出する紙幅検出手段と、前記紙幅と所定の紙幅とを比較して前記用紙への加湿量を演算する演算手段と、前記演算した加湿量に基づいて紙を加湿する加湿手段とを具備することを特徴とする紙幅制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷機の技術分野に属する。特に、多色印刷機における幅方向の印刷見当合わせを目的として用紙を加湿する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
輪転印刷機においては用紙（ウェブ）の蛇行等による印刷横見当のずれを修正する自動制御が行なわれている。たとえば、用紙の端に印刷された見当マークから横見当ずれ量を検出し、印刷ユニットのサイドレーを操作し版胴を横方向（用紙の移送方向に対して直角方向）に移動させることによって印刷横見当のずれを修正する。ところが、この方式においては、用紙の紙幅の変動があるときには印刷横見当のずれを全印刷範囲においては修正することができない。そこで、印刷ユニット間において紙幅の変動量を検出し、上流印刷ユニットのドライヤ温度と風量を操作して紙幅が一定となるように制御することが行なわれている（たとえば特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１１８６１０
【０００３】
しかしながら、一般に輪転印刷機のドライヤは大型で、瞬時に温度、風速を変化させることができない。すなわち制御応答性が悪く、目標とする紙幅に到達するまでに多くの時間を必要とする。そのため輪転印刷機の稼動率を低下させ生産コストが上昇するという問題がある。また、用紙、インク、等の多くの材料を無駄にするという問題がある。また、ドライヤの温度と風量を操作した結果、インキの乾燥が不十分となることがある。そのため輪転印刷機のガイドローラにインキが取られ、そのインキが用紙に再付着して印刷汚れが生じるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、目標とする紙幅に到達するまでの時間が短く、すなわち制御応答性が良く、そのため多色印刷機の稼動率を向上させ生産コストを下げ、用紙、インク、等の材料を無駄にすることがなく、インキの乾燥が十分であって印刷汚れが生じることのない多色印刷機、紙幅制御方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る多色印刷機は、印刷ユニット間において用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれを修正するために、前記印刷ユニット間において前記用紙に加湿を行なって前記用紙が所定の紙幅となるように制御する紙幅制御手段を具備するようにしたものである。
【０００６】
また本発明の請求項２に係る紙幅制御方法は、多色印刷機の印刷ユニット間において用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれを修正するための紙幅制御方法であって、前記印刷ユニット間において前記用紙に加湿を行なって前記用紙が所定の紙幅となるように制御するようにしたものである。
【０００７】
また本発明の請求項３に係る紙幅制御装置は、多色印刷機の印刷ユニット間において用紙の紙幅を検出する紙幅検出手段と、前記紙幅と所定の紙幅とを比較して前記用紙への加湿量を演算する演算手段と、前記演算した加湿量に基づいて紙を加湿する加湿手段とを具備するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に係る多色印刷機によれば、紙幅制御手段により印刷ユニット間において用紙に加湿が行われ、その用紙が所定の紙幅となるように制御が行なわれる。そして用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれが修正される。すなわち応答の早い加湿によって紙幅が制御される。したがって、目標とする紙幅に到達するまでの時間が短く、すなわち制御応答性が良く、そのため輪転印刷機の稼動率を向上させ生産コストを下げ、用紙、インク、等の材料を無駄にすることがなく、インキの乾燥が十分であって印刷汚れが生じることのない多色印刷機が提供される。
【０００９】
また本発明の請求項２に係る紙幅制御方法によれば、多色印刷機の印刷ユニット間において用紙に加湿を行なって用紙が所定の紙幅となるように制御が行われる。用紙の紙幅が変化することにより発生する横見当ずれが修正される。すなわち応答の早い加湿によって紙幅が制御される。したがって、目標とする紙幅に到達するまでの時間が短く、すなわち制御応答性が良く、そのため輪転印刷機の稼動率を向上させ生産コストを下げ、用紙、インク、等の材料を無駄にすることがなく、インキの乾燥が十分であって印刷汚れが生じることのない紙幅制御方法が提供される。
【００１０】
また本発明の請求項３に係る紙幅制御装置によれば、紙幅検出手段により多色印刷機の印刷ユニット間において用紙の紙幅が検出され、演算手段によりその紙幅と所定の紙幅とが比較されて用紙への加湿量が演算され、加湿手段によりその演算した加湿量に基づいて用紙が加湿される。すなわち応答の早い加湿によって紙幅が制御される。したがって、目標とする紙幅に到達するまでの時間が短く、すなわち制御応答性が良く、そのため輪転印刷機の稼動率を向上させ生産コストを下げ、用紙、インク、等の材料を無駄にすることがなく、インキの乾燥が十分であって印刷汚れが生じることのない紙幅制御装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について図１〜図３を参照して説明する。図３は用紙の含水率と紙幅との関係をグラフとして示す図である。図３に示すように、用紙はその含水率によって寸法が変化する。本発明はそのことに着目し積極的に含水率を制御することによって印刷時における用紙の寸法を一定化させるものである。また図１は本発明の紙幅制御装置の構成の一例を示す図である。また図２は用紙（ウェブ）に印刷された見当マークの一例を示す図である。図１、図２における紙幅制御装置の部分として、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂはマーク検出器、３は演算部、４ａ，４ｂはバルブ（valve）、５ａ，５ｂはノズルである。また印刷ユニットの部分として、７ａ，７ｂは圧胴、８ａ，８ｂは版胴、９ａ，９ｂはドライヤ、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは見当マーク、１００は用紙（ウェブ）である。ここで、添字のａは第ａ印刷ユニットに装備されたもの、添字のｂは第ｂ印刷ユニットに装備されたものを示す。第ａ印刷ユニットと第ｂ印刷ユニットは隣接する印刷ユニットであって、第ａ印刷ユニットは第ｂ印刷ユニットの上流側に位置する。
【００１２】
マーク検出器１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、多色印刷機（図１に示す一例ではグラビア輪転印刷機）の印刷ユニット間において用紙の紙幅を検出する紙幅検出手段の一例である。マーク検出器１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、見当マーク１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ（図２参照）を検出する。そして、その検出で得られたデータに基づいて演算部３において紙幅と縦横見当ずれ量の演算が行われる。マーク検出器１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂとしては、見当マークが、図２に示すような、三角形状のマークであるならば、グラビア印刷機において一般的に使用されている自動縦横見当合わせ装置の見当マーク検出器を適用することができる。自動縦横見当合わせ装置においては見当マーク検出器が出力する信号に基づいて、その見当マーク検出器が取付けられた印刷ユニットで印刷された見当マークとその上流の印刷ユニットで印刷された見当マークの相対的な位置（ΔＸ，ΔＹ）が演算される。その検出原理については周知であるからここでは説明しない。その相対的な位置（ΔＸ，ΔＹ）を演算部３が読込むように構成する。
【００１３】
また、イメージセンサカメラを使用することができる。たとえば、マーク検出器１ｂによって見当マーク１１ａ，１１ｂの両方が一画面に入るように撮像し、マーク検出器２ｂが見当マーク１２ａ，１２ｂの両方が一画面に入るように撮像する。マーク検出器１ｂの撮像画像から見当マーク１１ａ，１１ｂの相対的な位置が演算部３において演算され、マーク検出器２ｂの撮像画像から見当マーク１２ａ，１２ｂの相対的な位置が演算部３において演算される。これら相対的な位置に基づいて演算部３において紙幅またはその変動量と縦横見当ずれ量の演算が行われる。なおこの場合では、マーク検出器１ａ，１ｂが撮像する見当マークは、見当マーク１１ａ，１１ｂとそれらに対応する第ａ印刷ユニットの上流の印刷ユニット（図示せず）で印刷された見当マークである。
【００１４】
また、縦横見当ずれ量は従来からの自動縦横見当合わせ装置において修正するものとすれば、本発明においては、紙幅またはその変動量だけを検出できればよい。その用紙の紙幅だけを検出する紙幅検出手段としては、用紙のエッジを検出する検出器を適用することができる。具体的には、レーザ式エッジ検出器、エア式エッジ検出器、超音波式エッジ検出器、等を適用することができる。このようなエッジ検出器によってウェブ１００の左右のエッジの位置を同時に検出することにより、その差分から紙幅またはその変動量を演算することができる。紙幅検出手段としてエッジ検出器を適用するときには、図１に示すような印刷直後に検出する位置に配置しなくてもよく、印刷直前に検出する位置に配置してもよい。
【００１５】
演算部３は、マイクロコンピュータ、プログラマブルシーケンサ、パーソナルコンピュータ、等のデータ処理装置のソフトウェアとハードウェアによって実現することができる。ただし、このデータ処理装置には、マーク検出器１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ、バルブ４ａ，４ｂ、等とのインタフェース、オペレータが操作するためのマンマシンインタフェースが含まれている。演算部３は、マーク検出器１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂが出力するデータに基づいてすくなくとも紙幅またはその変動量の演算を行う。また、必要に応じて縦横見当ずれ量の演算も行うことができる。
【００１６】
マーク検出器１ｂが出力するデータが、前述のように、見当マーク１１ａ，１１ｂが一画面に撮像された画像データであれば、演算部３は、その画像を所定のしきい値によって２値化し、抽出処理により見当マーク１１ａ，１１ｂを区別し、見当マーク１１ａ，１１ｂの各々について縦方向と横方向のエッジ（境界）の線分（図２に示す三角形の縦横の２辺）を演算し、それらの線分の交点の座標を演算する。すなわち演算部３は、撮像画像における見当マーク１１ａから交点の座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）を演算し、見当マーク１１ｂから交点の座標（ｘ１ｂ，ｙ１ｂ）を演算する。そして、演算部３は、見当が合っているときの見当マーク１１ａ，１１ｂの距離が（Ａ１，Ｂ１）であれば、（Δ１ｘ，Δ１ｙ）＝（ｘ１ａ−ｘ１ｂ−Ａ１，ｙ１ａ−ｙ１ｂ−Ｂ１）の式を適用して縦横見当ずれ量（Δ１ｘ，Δ１ｙ）を演算する。
【００１７】
同様に、マーク検出器２ｂが出力するデータから、演算部３は、（Δ２ｘ，Δ２ｙ）＝（ｘ２ａ−ｘ２ｂ−Ａ２，ｙ２ａ−ｙ２ｂ−Ｂ２）の式を適用して縦横見当ずれ量（Δ２ｘ，Δ２ｙ）を演算する。この結果、縦横見当ずれ量が２つ存在することになるが、自動縦横見当制御を行うときには、一方の縦横見当ずれ量だけを適用する。すなわち、演算部３は、自動縦横見当制御装置（図示せず）にその縦横見当ずれ量を出力する。自動縦横見当制御装置の動作については周知であるからここではこれ以上の説明を省略する。
【００１８】
なお、上述においては、三角形の２辺を表す線分の交点の座標を演算したが、その代りに見当マーク１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの各々の重心座標を演算するようにしてもよい。
【００１９】
そして、演算部３はΔｘ＝Δ１ｘ−Δ２ｘの式を適用して紙幅の変動量Δｘを演算する。また、マーク検出器１ｂ，２ｂは印刷ユニットのフレームに直接的または間接的に支持されている。したがってマーク検出器１ｂ，２ｂ間の距離は一定である。その距離に依存する定数Ｃｂを用いることにより紙幅ｗを演算することができる。すなわち、演算部３はｗ＝Δｘ＋Ｃｂの式を適用して紙幅ｗを演算する。なお、この場合の紙幅ｗとして厳密に得られるのは見当マーク１１ａ，１１ｂの幅方向（ｘ方向）の距離である。しかし、見当マーク１１ａ，１１ｂが用紙１００の端に印刷されることと、定数Ｃｂを適正に調節することで、実用的な紙幅を得ることができる。
【００２０】
上述のようにして紙幅の変動量Δｘが演算されると、次に演算部３は、変動量Δｘに基づいて制御演算を行う。たとえば、ＰＩＤ制御方式での演算をするならば、変動量Δｘに比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）の３つの演算を行なって荷重加算し制御量を演算する。そして演算部３は、その制御量に基づいてバルブ４ａ，４ｂを操作する操作量を演算する。ＰＩＤ制御方式における演算方法、演算式における各係数の決定方法等については周知であるからここでは説明を省略する。バルブ４ａ，４ｂの操作は、たとえば、検出された紙幅が第ａ印刷ユニットより第ｂ印刷ユニットの方が広ければ、第ａ印刷ユニットの直近の上流側のバルブを開けて用紙１００に加湿を行う。また、逆に検出された紙幅が第ｂ印刷ユニットより第ａ印刷ユニットの方が広ければ、第ｂ印刷ユニットの直近の上流側のバルブを開けて用紙１００に加湿を行う。
【００２１】
バルブ４ａ，４ｂは、加圧空気の配管（図示せず）からノズル５ａ，５ｂへの加圧空気の供給量を操作するバルブである。バルブ４ａ，４ｂの操作は演算部３が出力する操作量に基づいて自動で行われる。バルブ４ａ，４ｂが閉のときには供給が行われず（供給量＝０）、開のときにはその開度に応じた量の供給が行われる。開度に応じた量を供給するための構成として、全閉全開式の電磁弁と電気信号により調節可能な空圧調節器とを組合せたものをバルブ４ａ，４ｂとしてもよい。
【００２２】
ノズル５ａ，５ｂは、バルブ４ａ，４ｂから配管を通じて供給された加圧空気と給水配管（図示せず）から供給された水とを混合し、水を霧状にして噴出するノズルである。ノズル５ａ，５ｂは、図１に示すように、用紙１００の幅方向（移送方向に対して直角方向）の全体に水を噴出することができるような形態のノズルである。線状に噴出するノズルでなくても、点状に噴出するノズルの複数個を適当な間隔で配列し線状としたノズルを適用することができる。ノズル５ａ，５ｂを配置する位置は、ドライヤとマーク検出器の間の用紙１００の経路に近い位置である。用紙の特性により噴出した水が用紙に浸透して安定するまでに時間を要するときには、ドライヤから用紙１００が排出された直後の位置にノズル５ａ，５ｂを配置する
上述の構成において、次に本発明の紙幅制御装置における動作について説明する。多色印刷機において、条件出しを含む準備作業が完了すると本紙刷（製品となる印刷物の生産）を開始する。用紙１００は巻取体から巻解かれてインフィードローラから第１印刷ユニットに供給される。用紙１００は第１印刷ユニットの圧胴と版胴の間を走行することによって印刷が行われドライヤにおいて印刷されたインキの乾燥が行われる。用紙１００は移送されて、複数ある印刷ユニットの内の第ａ印刷ユニットに到達する。
【００２３】
第ａ印刷ユニットにおいて、マーク検出器１ａ，２ａは第（ａ−１）印刷ユニットにおいて印刷された見当マークと第ａ印刷ユニットにおいて印刷された見当マークを検出する。演算部３は、その検出により得られたデータに基づいて縦横見当ずれ量を演算する。その縦横見当ずれ量は演算部３から縦横見当制御装置に出力される。また演算部３は横見当ずれ量に基づいて紙幅の変動量Δｘを演算する。さらに演算部３は紙幅の変動量Δｘに基づいて制御演算を行い操作量を求める。そして演算部３はその操作量をバルブ４ａに出力する。バルブ４ａはその操作量を入力してノズル５ａに所定量の加圧空気を供給する。供給された加圧空気の量に応じてノズル５ａからは霧状の水が噴出する。
【００２４】
噴出した水は用紙１００に浸透し用紙１００の含水率が変化する。図３に示すように、用紙１００の寸法は用紙１００の含水率によって変化する。演算部３が出力する操作量は紙幅の変動量Δｘを小さくするような操作量であるから、用紙１００の寸法が一定化する。その結果、第（ａ−１）印刷ユニットと第ａ印刷ユニットにおける印刷の見当合わせ精度が向上する。用紙１００は第ａ印刷ユニットの圧胴と版胴の間を走行することによって印刷が行われドライヤにおいて印刷されたインキの乾燥が行われる。用紙１００は移送されて、次の印刷ユニットのである第ｂ印刷ユニットに到達する。
【００２５】
第ｂ印刷ユニットにおいて、マーク検出器１ｂは第ａ印刷ユニットにおいて印刷された見当マーク１１ａと第ｂ印刷ユニットにおいて印刷された見当マーク１１ｂを検出する。またマーク検出器２ｂは第ａ印刷ユニットにおいて印刷された見当マーク１２ａと第ｂ印刷ユニットにおいて印刷された見当マーク１２ｂを検出する。演算部３は、その検出により得られたデータに基づいて縦横見当ずれ量を演算する。その縦横見当ずれ量は演算部３から縦横見当制御装置に出力される。また演算部３はマーク検出器１ｂ，２ｂにより得られた２つの横見当ずれ量に基づいて紙幅の変動量Δｘを演算する。さらに演算部３は紙幅の変動量Δｘに基づいて制御演算を行い操作量を求める。そして演算部３はその操作量をバルブ４ａに出力する。バルブ４ａはその操作量を入力してノズル５ａに所定量の加圧空気を供給する。供給された加圧空気に量に応じてノズル５ａからは霧状の水が噴出する。
【００２６】
噴出した霧状の水は用紙１００に浸透し用紙１００の含水率が変化する。図３に示すように、用紙１００の寸法は用紙１００の含水率によって変化する。演算部３が出力する操作量は紙幅の変動量Δｘを小さくするような操作量であるから、用紙１００の寸法が一定化する。その結果、第ａ印刷ユニットと第ｂ印刷ユニットにおける印刷の見当合わせ精度が向上する。用紙１００は第ｂ印刷ユニットの圧胴と版胴の間を走行することによって印刷が行われドライヤにおいて印刷されたインキの乾燥が行われる。用紙１００はすべての印刷ユニットを通過するとアウトフィードローラから排紙部（図示せず）へと移送され巻き取られて印刷済みの巻取体を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の紙幅制御装置の構成の一例を示す図である。
【図２】用紙（ウェブ）に印刷された見当マークの一例を示す図である。
【図３】用紙の含水率と紙幅との関係をグラフとして示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ  マーク検出器
３  演算部
４ａ，４ｂ  バルブ
５ａ，５ｂ  ノズル
７ａ，７ｂ  圧胴
８ａ，８ｂ  版胴
９ａ，９ｂ  ドライヤ
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ  見当マーク
１００  用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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