JPH11309845A - 印刷用紙の含水率モニター装置および含水率制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オペレーターに印刷中の正確な用紙含水率情報
を提供し、乾燥機温度や給水量調節の指針を提供し、操
作なしに用紙含水率を一定にし、用紙含水率に起因する
品質不良を防止する含水率モニター装置及び制御装置の
提供にある。 【解決手段】乾燥工程及び折工程等を伴う印刷機上で、
印刷用紙１０の含水率をモニターし制御する装置におい
て、印刷直前の含水率を測定する測定器Ａ２１、乾燥工
程後の用紙加湿装置１７、加湿直後の含水率を測定する
測定器Ｂ２２、印刷直前の用紙含水率値と予め決めた閾
値レベルとを比較判定し、警報を発する手段、加湿後の
用紙含水率値と予め決めた閾値レベルとを比較判定し、
警報を発する手段等を具備する印刷用紙の含水率モニタ
ー装置と前記印刷直前の用紙含水率値と前記加湿後の用
紙含水率値の差を予め決めた閾値レベルと比較判定し、
用紙加湿装置１７の加湿量を調整する手段等を具備する
含水率制御装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷機に用いられ
る用紙の含水率を監視するモニター装置およびその含水
率を一定にする制御装置に関するものであり、さらに詳
しくは、製本工程での断裁の不揃いや芯抜けや背割れな
どの不良を未然に防ぐための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オフセット輪転印刷機の用紙
の含水率の測定は、オペレーターが給紙機に紙をセット
する前にオフラインで行い、印刷したものについては折
機から出た刷本に対してオフラインで行っていた。すな
わち、オペレーターはこの測定結果及び、刷本を目で見
て、折目を引っ張って含水率が多いか少ないかを判断
し、乾燥機の温度や用紙への給水装置の給水量を変更し
ていた。

【０００３】しかしながら、前記従来の技術では次のよ
うな問題が生じていた。すなわち、巻き取り用紙では外
側の用紙と内側の用紙では含水率が異なるが、オフライ
ンの測定では外側の用紙しか測定出来ないという問題点
および用紙を包んでいるワンプを取り去り、それから時
間がたつと周囲の湿度の影響で紙の含水率が変化してし
まうという問題点があった。従って、オフラインで測定
した値と実際の値が上記の理由で異なる為に含水率の差
から給水量の補正量が確定出来ず、オペレーターの勘に
頼らざるを得なかった。そのため特に後工程である製本
において、断裁の不揃いや芯抜け、背割れなどのトラブ
ルの発生が稀にあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、インラインで用紙含水率をリアルタイム測定
し、オペレーターに印刷中の用紙の正確な含水率情報を
提供することで、乾燥機温度や用紙への給水量調節の指
針を提供することと、オペレーターが操作することなし
に用紙の含水率を一定にし、用紙含水率に起因する品質
不良をなくすことを可能にする印刷用紙の含水率モニタ
ー装置および含水率制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、乾燥工程
及び折、断裁工程を伴う印刷機上で、印刷用紙の含水率
をモニターする装置において、次の手段、すなわち
（イ）印刷する直前の用紙の任意の位置の含水率を測定
する手段、（ロ）印刷及び乾燥工程を経た用紙に加湿す
る手段、（ハ）印刷及び乾燥工程を経た用紙に加湿した
直後の用紙の任意の位置の含水率を測定する手段、
（ニ）前記印刷する直前の用紙の含水率値と予め決めた
閾値レベルとを比較判定し、警報を発する手段、（ホ）
前記加湿後の用紙の含水率値と予め決めた閾値レベルと
を比較判定し、警報を発する手段、（ヘ）前記印刷する
直前の用紙の含水率値と前記加湿後の用紙の含水率値の
差を求め、予め決めた閾値レベルと比較判定し、警報を
発する手段、（ト）前記印刷する直前の用紙の含水率値
の、前記加湿後の用紙の含水率値に対する比を求め、予
め決めた閾値レベルと比較判定し警報を発する手段とを
具備してなることを特徴とする印刷用紙の含水率モニタ
ー装置としたものである。

【０００６】また、請求項２の発明では、前記請求項１
記載の印刷用紙の含水率モニター装置の手段のうち、
（イ）〜（ハ）と、少なくとも（ニ）〜（ト）の一つを
具備してなることを特徴とする印刷用紙の含水率モニタ
ー装置としたものである。

【０００７】また、請求項３の発明では、前記（イ）お
よび（ハ）の含水率を測定する手段が、印刷方向に対し
て同一ライン上を測定できるように移動調節する機構を
備えてなることを特徴とする請求項１または２記載の印
刷用紙の含水率モニター装置としたものである。

【０００８】また、請求項４の発明では、前記（イ）お
よび（ハ）の含水率を測定する手段が、用紙のガイドロ
ーラー上に設置されてなることを特徴とする請求項１、
２または３記載の印刷用紙の含水率モニター装置とした
ものである。

【０００９】また、請求項５の発明では、乾燥工程及び
折、断裁工程を伴う印刷機上で、印刷用紙の含水率を制
御する装置において、次の手段、すなわち（イ）印刷す
る直前の用紙の任意の位置の含水率を測定する手段、
（ロ）印刷及び乾燥工程を経た用紙に加湿する手段、
（ハ）印刷及び乾燥工程を経た用紙に加湿した直後の用
紙の任意の位置の含水率を測定する手段、（ニ）前記印
刷する直前の用紙の含水率値と予め決めた閾値レベルと
を比較判定し、警報を発する手段、（ホ）前記加湿後の
用紙の含水率値と予め決めた閾値レベルとを比較判定
し、警報を発する手段、（ヘ）前記印刷する直前の用紙
の含水率値と前記加湿後の用紙の含水率値の差を求め、
予め決めた閾値レベルと比較判定し、警報を発する手
段、（ト）前記印刷する直前の用紙の含水率値の、前記
加湿後の用紙の含水率値に対する比を求め、予め決めた
閾値レベルと比較判定し警報を発する手段、（チ）前記
印刷する直前の用紙の含水率値と前記加湿後の用紙の含
水率値の差を求め、また予め決めた閾値レベルと比較判
定し、結果から（ロ）の加湿する手段の加湿量を調整す
る手段、（リ）前記印刷する直前の用紙の含水率値の、
前記加湿後の用紙の含水率値に対する比を求め、また予
め決めた闘値レベルと比較判定し、結果から（ロ）の加
湿する手段の加湿量を調整する手段のうち、（イ）〜
（ハ）と（チ）とを具備してなることを特徴とする印刷
用紙の含水率制御装置としたものである。

【００１０】また、請求項６の発明では、前記請求項５
記載の印刷用紙の含水率制御装置の手段のうち、（イ）
〜（ハ）と（リ）とを具備してなることを特徴とする印
刷用紙の含水率制御装置としたものである。

【００１１】また、請求項７の発明では、前記（イ）お
よび（ハ）の含水率を測定する手段が、印刷方向に対し
て同一ライン上を測定できるように移動調節する機構を
備えてなることを特徴とする請求項５または６記載の印
刷用紙の含水率制御装置としたものである。

【００１２】さらにまた、前記（イ）および（ハ）の含
水率を測定する手段が、用紙のガイドローラー上に設置
されてなることを特徴とする請求項５、６または７記載
の印刷用紙の含水率制御装置としたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の印刷用紙の含水率モ
ニター装置および含水率制御装置の実施の形態を、図面
を用いて詳細に説明する。

【００１４】まず図１に代表的なオフセット輪転印刷機
（３）を示し、印刷用紙の含水率の測定器の設置位置等
を示す。印刷用紙（１０）の流れは給紙機（１１）から
出て、印刷用紙（１０）の流れを安定させるインフィー
ド（１２）を通り、印刷ユニット部（１３）に入り印刷
される。印刷された後、乾燥機（１４）で熱乾燥されそ
の後クーリングローラー（１５）で冷やされる。次に用
紙の流れを安定させるウェブパス部（１６）を通り折機
（１８）に入る。そのウェブパス部（１６）の中に用紙
加湿装置（１７）があり、ここで失われた水分を補給す
る。

【００１５】印刷工程における用紙水分の増減は印刷ユ
ニット部（１３）でブランケットから転写された水分を
吸収し、乾燥機（１４）で水分を失い、用紙加湿装置
（１７）から水分を吸収する。用紙加湿装置（１７）は
水もしくはある種の水溶液を霧状にして印刷用紙（１
０）に加湿するもので、水量を均一に印刷用紙（１０）
全体に与える為、ゴムローラーに霧状の水を塗布し、印
刷用紙（１０）に転写する方法や、静電気を用いる方法
がある。また、印刷用紙は工場内の湿度にも影響を受け
る。

【００１６】本発明ではこれら用紙の含水率に影響を与
える部分を踏まえて、以下の場所で測定を行うのが好ま
しい。すなわち、本発明の印刷用紙の含水率モニター装
置および含水率制御装置に具備する手段のうち、（イ）
印刷する直前の用紙の任意の位置の含水率を測定する手
段としての測定器Ａ（２１）は、印刷用紙（１０）の蛇
行、皺等を制御するインフィード部（１２）の後に設置
し、（ハ）印刷及び乾燥工程を経た用紙に加湿した直後
の用紙の任意の位置の含水率を測定する手段としての測
定器Ｂ（２２）は、用紙加湿装置（１７）後に設置する
ものである。

【００１７】上記測定器Ａ（２１）は、印刷用紙（１
０）が本来持っている含水率を測定するものであり、測
定器Ｂ（２２）は、印刷用紙（１０）が用紙加湿装置
（１７）を通り乾燥機（１４）等で蒸発した水分を吸収
した段階での測定を行うものである。

【００１８】また、印刷用紙の流れ方向に対して垂直方
向の測定位置は絵柄によってオペレーターが決定するも
のであり、請求項３または７の発明では、図２に示すよ
うに、測定器Ａ（２１）または測定器Ｂ（２２）が印刷
用紙（１０）の流れ方向に対して垂直方向（Ｐ）に移動
し調節する機構（４）を具備したものである。この測定
器Ａ（２１）または測定器Ｂ（２２）は、リニアガイド
（２３）に固定されており、タイミングベルト（２４）
にリニアガイド（２３）を固定して、タイミングベルト
（２４）をサーボモーター（２５）で駆動し、移動させ
る。さらに測定器Ａ（２１）または測定器Ｂ（２２）は
同一位置に移動させる様にサーボモーター（２５）をシ
ーケンサー（２６）で制御する。このとき、用紙の蛇行
に関しては、インフィード部（１２）とウェブパス部
（１６）で蛇行の矯正装置がある為に特に考慮しなくと
も問題はない。

【００１９】以上のように位置決めされた測定器から得
られた測定値は以下のように使用される。すなわち、紙
面含水率モニター装置の場合、測定器Ａ（２１）および
測定器Ｂ（２２）で得られた含水率とそれぞれについて
予め決められた闘値とを比較し、闘値レベルを超えた場
合に、音声，光等により警告を発し、オペレーターに注
意を促す。これらはオンラインの情報であるため、オペ
レーターは感や慣れに頼ることなく速やかに図１に示す
乾燥機（１４）の温度変更や用紙加湿装置（１７）の加
湿器条件変更の対処を取ることができる。

【００２０】また、モニターに使用するデータとして、
測定値そのものの代わりに、測定器Ａ（２１）で得られ
た値を基準とし、測定器Ｂ（２２）で得られた値との差
の値または商の値を判断データとして使用しても良い。
この場合も同様に予め決められた闘値と比較し、闘値レ
ベルを超えた場合に、音声，光等により警告を発し、オ
ペレーターに注意を促すものである。

【００２１】以上のように、印刷用紙（１０）の含水率
の測定から警告までの動作フローを図３に示した。

【００２２】次に、本発明の印刷用紙の含水率制御装置
を説明する。測定器Ａ（２１）での測定値は用紙本来の
含水率であり、印刷用紙（１０）にとって使用される環
境での最も安定した値である。そこでこの値が最終的に
印刷用紙（１０）の含水率を決める測定器Ｂ（２２）と
比較され、用紙加湿装置（１７）の給水量制御の目標値
となる（ただし、この目標値は予め定めた常数、または
測定器Ａ（２１）の測定値の関数で置き換えても良
い）。図４に、印刷用紙（１０）の含水率の測定から用
紙加湿装置（１７）の制御までの動作フローを示す。こ
の動作フローを説明すると、まず測定器Ａ（２１）によ
る測定値Ａと測定器Ｂ（２２）による測定値Ｂの差をと
り、この値にゲインを掛ける。この値と既存値を足した
のもが用紙加湿装置（１７）の給水量を適切に変化させ
る信号となる（測定値Ａに対するＢの比を取った場合、
この値にゲインを掛けた値で既存値を除したものが用紙
加湿装置（１７）の吸水量を適切に変化させる信号とな
る）。この信号を用紙加湿装置（１７）が受けて給水量
を変化させる。この動作を終了信号が入るまで繰り返
す。

【００２３】この様に用紙加湿装置（１７）の制御を行
い用紙の含水率を安定させることにより、製本された後
の断裁の不揃い、針抜け、背割れ等の不良を無くすこと
が可能となる。

【００２４】最後に用紙の含水率を測定する方法を図５
に示す。含水率を測定する測定器Ａ（２１）および測定
器Ｂ（２２）は、光源（３１）と、回転干渉フィルター
（３２）、受光部（３４）からなり、光源（３１）から
出された光は回転干渉フィルター（３２）を通り、印刷
用紙（１０）で反射され受光部（３４）に入る。このと
き、回転干渉フィルター（３２）には２つのフィルター
がついていて、フィルターａ（３５）は基準光λ₁ つま
り、水分の影響を受けない波長の光を通す。フィルター
ｂ（３６）は水分測定光λ₂ つまり、水分にのみに吸収
される波長の光を通すフィルターであり、これらを回転
させることにより、基準光λ_1、水分測定光λ₂ を得るこ
とができる。受光部（３４）で得られた電気信号から吸
光度Ｘを求め、下記の関係式に代入することにより紙面
含水率が得られる。 紙面含水率［％］Ｉ＝ａＸ＋ｂ

【００２５】また、図６に示すように、含水率測定器Ａ
またはＢ（２１、２２）部分（光源、光源レンズ系（３
３）、回転干渉フィルター、受光部）を用紙ガイドロー
ラー（３９）の直上に印刷用紙（１０）と指定距離
（ｄ）だけ離して設置する構造とすることで、印刷用紙
（１０）のバタツキの影響除去、印刷用紙裏面（１０
ａ）からの入射光の除去、および用紙裏面（１０ａ）で
の反射光の強度の安定化が行われ、ＳＮの良い安定な信
号が得られる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、乾燥工程及び折、断裁工程
を伴う印刷機上で、次の手段、すなわち印刷直前の用紙
の任意の位置の含水率を測定する手段、印刷及び乾燥工
程を経た用紙に加湿する手段、印刷及び乾燥工程を経た
用紙に加湿した直後の用紙の任意の位置の含水率を測定
する手段、前記印刷直前の用紙含水率値と予め決めた閾
値レベルとを比較判定し、警報を発する手段、前記加湿
後の用紙の含水率値と予め決めた閾値レベルとを比較判
定し、警報を発する手段、前記印刷直前の用紙の含水率
値と前記加湿後の用紙の含水率値の差を求め、予め決め
た閾値レベルと比較判定し、警報を発する手段、前記印
刷直前の用紙の含水率値の、前記加湿後の用紙の含水率
値に対する比を求め、予め決めた閾値レベルと比較判定
し警報を発する手段とを具備して印刷用紙の含水率をモ
ニターする装置であるので、オペレーターに印刷中の用
紙の正確な含水率情報を提供することで、乾燥機温度や
用紙への給水量調節の指針を提供することができる。

【００２７】また、上記印刷用紙の含水率モニター装置
に具備する手段と前記印刷直前の用紙の含水率値と前記
加湿後の用紙の含水率値の差を求め、また予め決めた閾
値レベルと比較判定し、結果から前記加湿する手段の加
湿量を調整する手段、およびもしくは前記印刷直前の用
紙の含水率値の、前記加湿後の用紙の含水率値に対する
比を求め、また予め決めた闘値レベルと比較判定し、結
果から前記加湿する手段の加湿量を調整する手段を具備
してなる含水率制御装置としたので、オペレーターが操
作することなしに用紙の含水率を一定にし、用紙含水率
に起因する品質不良をなくすことができる。

【００２８】また、印刷する直前または用紙に加湿した
直後の含水率測定器を用紙ガイドローラー上に設置する
構造としたので、用紙のバタツキの影響除去、用紙裏面
からの入射光の除去、および用紙裏面での反射光の強度
の安定化が行われ、ＳＮの良い安定な信号が得られる効
果がある。

【００２９】従って本発明は、オフセット輪転機などで
印刷した印刷物の製本工程での断裁の不揃い、針抜け、
背割れ等の事前防止において、優れた実用上の効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるオフセット輪転印刷機の一実施
例の全体図を概略に示す説明図である。

【図２】本発明に関わる印刷用紙の流れ方向に対して垂
直方向に移動する機構を説明する概略図であり、（ａ）
は、その上面図である。（ｂ）は、その側面図である。

【図３】本発明に関わる印刷用紙の含水率モニター装置
の動作フローである。

【図４】本発明に関わる用紙加湿装置の制御方法の動作
フローである。

【図５】本発明に関わる含水率測定器の測定方法の一実
施の形態の概略を示す説明図であり、（ａ）は、その全
体図である。（ｂ）は、その一部である回転干渉フィル
ターの正面図である。

【図６】本発明に関わる含水率測定器の位置関係の一実
施の形態を側断面で表す説明図である。

【符号の説明】

３‥‥オフセット輪転印刷機 ４‥‥測定器の移動調整機構 １０‥‥印刷用紙 １０ａ‥‥印刷用紙裏面 １１‥‥給紙機 １２‥‥インフィード部 １３‥‥印刷ユニット １４‥‥乾燥機 １５‥‥クーリングローラー １６‥‥ウェブパス １７‥‥用紙加湿装置 １８‥‥折機 １９‥‥印刷物搬出部 ２１‥‥測定器Ａ ２２‥‥測定器Ｂ ２３‥‥リニアガイド ２４‥‥タイミングベルト ２５‥‥サーボモーター ２６‥‥ギア ２７‥‥シーケンサー ２８‥‥タイミングロール ２９‥‥リニアガイドレール ３１‥‥光源 ３２‥‥回転干渉フィルター ３３‥‥光学レンズ系 ３４‥‥受光部 ３５‥‥フィルターａ ３６‥‥フィルターｂ ３７‥‥回転体 ３８‥‥支軸 ３９‥‥用紙ガイドロール Ｐ‥‥印刷用紙の流れ方向に対して垂直方向 ｄ‥‥用紙と測定器ＡまたはＢとの指定距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 守一 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 島村 吉和 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥工程及び折、断裁工程を伴う印刷機上
   で、印刷用紙の含水率をモニターする装置において、次
   の手段、すなわち（イ）印刷する直前の用紙の任意の位
   置の含水率を測定する手段、（ロ）印刷及び乾燥工程を
   経た用紙に加湿する手段、（ハ）印刷及び乾燥工程を経
   た用紙に加湿した直後の用紙の任意の位置の含水率を測
   定する手段、（ニ）前記印刷する直前の用紙の含水率値
   と予め決めた閾値レベルとを比較判定し、警報を発する
   手段、（ホ）前記加湿後の用紙の含水率値と予め決めた
   閾値レベルとを比較判定し、警報を発する手段、（ヘ）
   前記印刷する直前の用紙の含水率値と前記加湿後の用紙
   の含水率値の差を求め、予め決めた閾値レベルと比較判
   定し、警報を発する手段、（ト）前記印刷する直前の用
   紙の含水率値の、前記加湿後の用紙の含水率値に対する
   比を求め、予め決めた閾値レベルと比較判定し警報を発
   する手段とを具備してなることを特徴とする印刷用紙の
   含水率モニター装置。
2. 【請求項２】前記請求項１記載の印刷用紙の含水率モニ
   ター装置の手段のうち、（イ）〜（ハ）と、少なくとも
   （ニ）〜（ト）の一つを具備してなることを特徴とする
   印刷用紙の含水率モニター装置。
3. 【請求項３】前記（イ）および（ハ）の含水率を測定す
   る手段が、印刷方向に対して同一ライン上を測定できる
   ように移動調節する機構を備えてなることを特徴とする
   請求項１または２記載の印刷用紙の含水率モニター装
   置。
4. 【請求項４】前記（イ）および（ハ）の含水率を測定す
   る手段が、用紙のガイドローラー上に設置されてなるこ
   とを特徴とする請求項１、２または３記載の印刷用紙の
   含水率モニター装置。
5. 【請求項５】乾燥工程及び折、断裁工程を伴う印刷機上
   で、印刷用紙の含水率を制御する装置において、次の手
   段、すなわち（イ）印刷する直前の用紙の任意の位置の
   含水率を測定する手段、（ロ）印刷及び乾燥工程を経た
   用紙に加湿する手段、（ハ）印刷及び乾燥工程を経た用
   紙に加湿した直後の用紙の任意の位置の含水率を測定す
   る手段、（ニ）前記印刷する直前の用紙の含水率値と予
   め決めた閾値レベルとを比較判定し、警報を発する手
   段、（ホ）前記加湿後の用紙の含水率値と予め決めた閾
   値レベルとを比較判定し、警報を発する手段、（ヘ）前
   記印刷する直前の用紙の含水率値と前記加湿後の用紙の
   含水率値の差を求め、予め決めた閾値レベルと比較判定
   し、警報を発する手段、（ト）前記印刷する直前の用紙
   の含水率値の、前記加湿後の用紙の含水率値に対する比
   を求め、予め決めた閾値レベルと比較判定し警報を発す
   る手段、（チ）前記印刷する直前の用紙の含水率値と前
   記加湿後の用紙の含水率値の差を求め、また予め決めた
   閾値レベルと比較判定し、結果から（ロ）の加湿する手
   段の加湿量を調整する手段、（リ）前記印刷する直前の
   用紙の含水率値の、前記加湿後の用紙の含水率値に対す
   る比を求め、また予め決めた闘値レベルと比較判定し、
   結果から（ロ）の加湿する手段の加湿量を調整する手段
   のうち、（イ）〜（ハ）と（チ）とを具備してなること
   を特徴とする印刷用紙の含水率制御装置。
6. 【請求項６】前記請求項５記載の印刷用紙の含水率制御
   装置の手段のうち、（イ）〜（ハ）と（リ）とを具備し
   てなることを特徴とする印刷用紙の含水率制御装置。
7. 【請求項７】前記（イ）および（ハ）の含水率を測定す
   る手段が、印刷方向に対して同一ライン上を測定できる
   ように移動調節する機構を備えてなることを特徴とする
   請求項５または６記載の印刷用紙の含水率制御装置。
8. 【請求項８】前記（イ）および（ハ）の含水率を測定す
   る手段が、用紙のガイドローラー上に設置されてなるこ
   とを特徴とする請求項５、６または７記載の印刷用紙の
   含水率制御装置。