JPH0560424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、印刷機のインキ残量を検出するイ
ンキ残量検出装置に関する。

（従来の技術とその問題点） インキ残量の検出を光電センサを用いて行う従
来の印刷機においては、光源よりインキ表面に光
を照射し、インキ表面での反射光を光電センサで
受光してインキ量に相応した電圧値をもつ電気信
号に変換し、この電気信号の電圧値を基準電圧値
と比較してインキ残量を判別するように構成され
る。

ところが、この種の印刷機においては、インキ
表面での反射光量がインキ色によりそれぞれ異な
るため、インキ残量が同じであつても光電センサ
の出力電圧値がインキ色により異なり、インキ残
量の検出精度にばらつきを生じるという問題を有
していた。この場合、インキ色に応じて基準電圧
値を個々に設定すればインキ色相互間の検出精度
のばらつきを防止できるが、その場合には、イン
キ色が変わるたびに基準電圧値の設定操作を必要
とし、また各インキ色ごとの基準電圧値を予め測
定しておかねばならないという問題が生じる。

（発明の目的） この発明は、上記問題点を解決するためになさ
れたもので、インキ残量の検出を容易に、しかも
インキ色に影響されずに精度良く行なえる印刷機
のインキ残量検出装置を提供することを目的とす
る。

（目的を達成するための手段） 本発明にかかる印刷機のインキ残量検出装置
は、 ローラにインキ溜めのインキを直接接触させて
当該ローラ表面にインキを供給するインキ供給手
段を備えた印刷機におけるインキ残量検出装置で
あつて、 前記ローラの回転に伴つて棒状に変形して回転
する前記インキの棒状部表面に光軸の固定された
検出光を照射する光源と、 前記インキ表面で反射した前記検出光を受光す
る位置に配設された光電センサと、 前記光電センサの出力信号成分のうち、前記入
射される検出光の光軸に対するインキ表面の傾き
の変化に起因する交流信号成分を抽出するフイル
タ回路と、 前記フイルタ回路によつて抽出された交流信号
成分の最大変化巾に基づいて当該インキ残量を判
別し、インキ残量が所定値以下になつたときにそ
のことを知らせる信号を出力する判別回路と、を
備えている。

（作用） インキ供給手段のローラが回転するにともなつ
て、これと直接接触するインキ溜めのインキが、
インキ自体の粘性とこれに加わる重力などの作用
によつて棒状に変形し、その表面を波打たせなが
ら回転するので、当該インキの棒状部表面の傾き
が逐次変化する。その結果、当該インキの棒状部
表面に向けて光軸の固定された検出光を投射する
と、その反射方向も変化し、所定方向に反射され
る光量が変化することになる。この光量変化が光
電センサによつて検出されて電気信号に変換さ
れ、交流信号成分として出力される。

フイルタ回路によつてノイズを除去して当該交
流信号成分を抽出する。

この交流信号成分の最大変化巾の大きさは、イ
ンキの残量に依存するので、判別回路では、当該
最大変化巾によりインキ残量を判別することがで
き、当該インキ残量が所定値以下になつたと判別
したときに、その旨の信号を出力する。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例である印刷機にお
けるインキ残量検出部の概略構成図を示す。

インキ１は、インキつぼを兼ねるドクタブレー
ド２と、インキ着けローラ３の間に溜められる。
ドクタブレード２は、その下部先端にインキ着け
ローラ３の表面に沿つた刃先２ａを備え、印刷時
にインキ着けローラ３が矢符方向へ回転する事に
より、ドクタブレード２の押し込み量に相応した
インキ薄膜を形成する。

光電センサ４は、投光部と受光部が一体となつ
た反射型の光電センサであり、光５をインキ表面
に投光し、その反射光を受光している。この光電
センサ４の取付位置は特に限定されないが、取付
位置や取付角度およびドクタブレード２の形状に
より検出特性が変わるため、一定位置に設定する
必要がある。

次にインキ１の動きについて説明する。

印刷停止中（すなわちインキ着けローラ３の回
転停止中）は、第１図の符号１ａで示したよう
に、インキ表面は水平状態に保たれる。しかしな
がら、印刷中（すなわちインキ着けローラ３の回
転中）は、インキ１の粘性のため、インキ着けロ
ーラ３の回転につられインキ１も回転して棒状形
状となる。そしてこのときに、インキ表面は回転
の影響で波状に変動する。この現象はインキ１の
量に関係なく同じように起こり、その形状はイン
キ量に相応して相似形に変化する。第１図にイン
キ１が多量の場合の棒状形状を符号１ｂで例示
し、少量の場合の棒状形状を符号１ｃで例示して
おく。

光電センサ４は、このようなインキ１の状態変
化を反射光量変化でとらえ、電気信号に変換す
る。

第２図は光電センサ４の出力信号をインキ量の
変化に応じた信号に変換処理する回路、つまりイ
ンキ残量検出回路のブロツク図を示す。同図に示
す投光回路６により、光電センサ６の投光部４ａ
を駆動し、インキ表面に光が照射される。インキ
表面で反射された光は、光電センサ４の受光部４
ｂに入り、電圧信号に変換される。そして、増幅
器７により必要な電圧レベルまで増幅される。こ
こで得られる信号は、インキ量に相応した電圧値
をもつ信号であり、印刷中ではインキ表面の変動
に基づく交流信号成分が含まれてくる。

第３図に増幅器７から出力される信号例を示
す。同図において横軸はインキ量（但し回転中の
棒状径で示す）を表し、縦軸は増幅器７の出力電
圧を表す。また、図中の曲線Ａはインキ色が
「赤」の場合の特性曲線を示し、曲線Ｂはインキ
色が「黒」の場合の特性曲線を示す。いずれも印
刷中における特性曲線を示す（停止時はインキ表
面の変動に基づく交流信号成分がないため図示を
省略している）。両特性曲線Ａ、Ｂから分るよう
に、インキ色「赤」、「黒」とも各々のインキ量に
応じた信号変化が得られるが、そのレベル差は大
きい。したがつて、増幅器７の出力信号のレベル
からインキ残量を検出しようとすると、一定量、
例えば5φのインキ量で残量なしと判定する場合
を例にあげると、赤インキ（特性曲線Ａ）の場合
「1.9V」、黒インキ（特性曲線Ｂ）の場合「0.7V」
と違つたレベルになり、インキ色に応じた判定レ
ベルの設定が必要となる。

しかしながら、ここでインキ１の変動に基づく
交流信号成分（第３図の斜線部）に着目すると、
この交流信号成分は、インキ色に関係なくインキ
量に応じた信号変化が得られる事が判る。ただ
し、この信号は数Hz〜数百Hzの交流信号であり、
波形はランダムで、第３図においてはその最大変
化巾を示している。

このようにして交流信号成分の最大変化巾が、
インキの残量に依存して変化するのは、棒状に変
形して回転するインキが、インキ自身の粘性とこ
れにかかる重力の相互作用によつてその断面形状
が完全に円形となる状態で回転することができ
ず、周期的に変化するため、当該インキ棒状部表
面が波打つように変動する結果となるからであ
り、光電センサ４の受光部に対するインキ表面
（反射面）の角度が逐次変化して、当該反射光の
反射方向が変化し、これにより光電センサ４の受
光量が変化して、その検出電圧が交流信号成分と
して出力され、当該交流信号成分の最大変化巾が
棒状インキの径、すなわちインキ残量に依存す
る。

つまり、インキの残量が多く、棒状インキの断
面の径が大きいほどインキ棒状部表面の曲率半径
が大きくなり、光電センサ４の受光部方向に反射
されるときに光量は多くなつて、インキ表面の波
打ちにより受光部方向に反射される場合と反射さ
れない場合との受光量の変化が大きくなり、逆に
インキ残存量が少なくなつて径が小さくなればイ
ンキ棒状部表面の曲率半径が小さくなり光電セン
サ４の受光部方向に反射されるときの光量が少な
くなつて、最大受光量と最小受光量の差が小さく
なる。

この結果、第３図に示すようにインキ残量が少
なくなるほど交流信号成分の最大変化巾が小さく
なるが、当該最大変化巾は、上述のように波状の
変動するインキ棒状部表面が波状に変動すること
による反射方向の変化に起因する受光量の相対変
化量によつて生じるものであつて、反射される光
量そのものの絶対値は関係しないため、インキの
色には依存せず、インキの残量のみに依存してほ
ぼ一定の特性を示すものである。

そこで、第２図に示すように、増幅器７の出力
信号をフイルタ回路８に通し、上記変動分すなわ
ち交流信号成分だけを抽出して、増幅器９により
必要な電圧レベルまで増幅させる。この信号を、
整流回路１０により整流し、ピークホールド回路
１１によりピークホールドして、変動分、つまり
インキ量に相応したレベル信号を得る。

第４図にピークホールド回路１１からの出力信
号例を示す。同図において横軸はインキ量を表
し、縦軸はピークホールド電圧を表す。また図中
の曲線Ｃはインキ色が「赤」の場合の特性曲線を
示し、曲線Ｄはインキ色が「黒」の場合の特性曲
線を示す。両特性曲線Ｃ、Ｄから分るように、イ
ンキ色「赤」、「黒」ともほぼ同じレベルの信号が
得られ、一定の検出レベルでインキ残量を検出す
ることが可能となる。例えば、インキ量5φでイ
ンキ残量なしとしたい場合は、基準電圧発生回路
１３（第２図）において作成される比較回路１２
の基準電圧を「1V」に設定すればよい。このよ
うに設定すれば、比較回路１２においてピークホ
ールド回路１１の出力電圧が基準電圧「1V」と
比較され、ピークホールド回路１１の出力電圧が
「1V」以下になつたとき、すなわちインキ量が5φ
以下となつたとき、比較回路１１からそのことを
知らせる信号が出力されて、インキ量が少なくな
つたことが例えば表示盤への表示や、警報音の鳴
動等によつて報知される。検出インキ量として
5φ以外の値を設定したい場合には、第４図にお
いて、所望のインキ量に対応する電圧値を、比較
回路１２の基準電圧として設定すればよい。

上記の例においてはインキ色が「赤」と「黒」
の場合について説明したが、他のインキ色につい
ても、印刷中におけるインキ表面の変動は同様に
行なわれるため、第４図に示す特性曲線Ｃ、Ｄと
同様な特性曲線が得られる。したがつて、インキ
色に関係なくインキ量を精度良く検出することが
可能となり、また、インキ色毎に検出レベル（基
準電圧）を設定する必要もなくなる。

また、インキ表面の変動に基づく交流信号成分
を用いてインキ量を検出するため、インキローラ
３の版胴（同図省略）への着肉などでインキ位置
が多少変つても、検出精度への影響はほとんど生
じない。同様の理由で、光電センサ４の取付精度
も粗くてよく、セツトが容易となる。

なお、上記実施例においては、第２図の投光回
路６として直流点灯方式のものを使用している
が、光電センサ４の受光距離を伸ばしかつ耐ノイ
ズ性を高めるために、投光回路６としてパルス点
灯方式のものを採用してもよい。この場合には、
増幅器７とフイルタ回路８との間に、パルス点灯
周波数に対応した周波数成分を抽出する検波回路
と、その信号を平滑化する積分回路を設けて、直
流レベル信号に直してからフイルタ回路８に入力
する。

また、本実施例においては、光電センサとして
送受光一体型のものを使用しているので、取付け
が簡単であり、また、場所を取らないという利点
があるが、上述のように本発明の測定原理は、棒
状に変形したインキの棒状部表面がインキ着けロ
ーラの回転にともなつて波打つことによつて光電
センサの受光部へ反射される光量の変化を検出す
ることにあるので、発光部から発光された光が当
該インキの表面によつて反射される範囲内に光電
センサの受光部が配置されておればよく、特に送
受光一体型のものに限定されず、送光部と受光部
が分離された光電センサであつてもよい。

また、インキ供給手段は、上述した本発明の測
定原理から明らかなように、上述の実施例におけ
るドクターブレード方式のインキ供給装置に限ら
れず、その他、インキ溜めのインキがロールと直
接接触し、当該ロールの回転に追随して当該イン
キが棒状に変形する公知のインキ供給手段を用い
てもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明にかかる印刷機のインキ
残量検出装置によれば、インキ供給手段のローラ
の回転にともなつて棒状に変形してその表面を波
打たせながら回転するインキの当該棒状部表面
に、光軸の固定された検出光を投射し、その反射
光を光電センサで受光することにより、当該イン
キ表面の傾きの変化に起因した交流信号成分を得
る。この交流信号成分の最大変化巾の大きさは、
棒状のインキの曲率半径の大きさ、すなわちイン
キの残量に依存するので、当該最大変化巾に基づ
いて、インキの残量を検出することができ、判別
回路はインキ残量が所定値以下になつたときにそ
の旨の信号を発するので、インキ切れの状態を未
然に防ぐことができる。

また、上記交流信号成分の最大変化巾の変化率
は、インキの色にほとんど影響されず、インキ残
量のみによつて決定づけられるので、どのような
色のインキに関しても容易かつ精度良くインキ残
量の検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるインキ残量
検出部の概略構成図、第２図はインキ残量検出回
路のブロツク図、第３図はインキ量と増幅器出力
電圧との関係を示す特性図、第４図はインキ量と
ピークホールド電圧との関係を示す特性図であ
る。 １……インキ、４……光電センサ、６……投光
回路、８……フイルタ回路、１０……整流回路、
１１……ピークホールド回路、１２……比較回
路、１３……基準電圧発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ローラにインキ溜めのインキを直接接触させ
   て当該ローラ表面にインキを供給するインキ供給
   手段を備えた印刷機におけるインキ残量検出装置
   であつて、 前記ローラの回転に伴つて棒状に変形して回転
   する前記インキの棒状部表面に光軸の固定された
   検出光を照射する光源と、 前記インキ表面で反射した前記検出光を受光す
   る位置に配設された光電センサと、 前記光電センサの出力信号成分のうち、前記入
   射される検出光の光軸に対するインキ表面の傾き
   の変化に起因する交流信号成分を抽出するフイル
   タ回路と、 前記フイルタ回路によつて抽出された交流信号
   成分の最大変化巾に基づいて当該インキ残量を判
   別し、インキ残量が所定値以下になつたときにそ
   のことを知らせる信号を出力する判別回路と、を
   備えた印刷機のインキ残量検出装置。