JP2004190933A

JP2004190933A - 印刷紙面乾燥装置

Info

Publication number: JP2004190933A
Application number: JP2002358706A
Authority: JP
Inventors: Giichi Sakaguchi; 義一坂口
Original assignee: TOKYO DENKI GIJUTSU KOGYO KK
Current assignee: TOKYO DENKI GIJUTSU KOGYO KK
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】電気を使用したレーザー光線の照射によりクリーンで安全でランニングコストの低廉な印刷紙面乾燥装置を提供する。
【解決手段】印刷機の印刷紙面５を乾燥させる印刷紙面乾燥装置であって、レーザー光線発生源としてのレーザー発振器１と、印刷紙面５に対してレーザー光線を照射する光分岐器３と、前記レーザー発振器１からのレーザー光線を前記光分岐器３に伝送する光搬送手段２とを備えている。前記レーザー発振器１は、前記レーザー光線の出力量が調整自在であり、前記光分岐器３から照射されるレーザー光線による前記印刷紙面５上の照射温度を任意に調整できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商業用オフセット輪転機や枚葉オフセット印刷機等における印刷紙面に、拡散したレーザー光線を照射することによって放射伝熱する印刷紙面乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に印刷機は用紙の形状により２種類あり、連続したロール状の巻取り紙に印刷する輪転機印刷機と、裁断された用紙を１枚づつ印刷する枚葉印刷機とがある。
【０００３】
従来の印刷紙面乾燥方式は、輪転機印刷機はガス燃焼による熱風噴射方式、枚葉印刷機は積み重ね時に粉を噴射して裏写りを防止する方式が取られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱風噴射による印刷紙面乾燥方式は、大量のガスを使用するためランニングコストが増大し、脱臭や熱交換対策等、環境への問題や安全性に至るまで多くの問題がある。また、乾燥時間短縮や乾燥ムラ防止、さらには品質保持のため巨大な乾燥設備が必要である。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するため、電気を使用したレーザー光線の照射によりクリーンで安全な印刷紙面乾燥装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、印刷機の印刷紙面を乾燥させる印刷紙面乾燥装置であって、レーザー光線発生源と、印刷紙面に対してレーザー光線を照射する光分岐器と、前記レーザー光線発生源からのレーザー光線を前記光分岐器に伝送する光搬送手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
本願請求項２の発明に係る印刷紙面乾燥装置は、請求項１において、前記レーザー光線発生源が、前記レーザー光線の出力量を調整自在としたことを特徴としている。
【０００９】
本願請求項３の発明に係る印刷紙面乾燥装置は、請求項２において、前記レーザー光線発生源は前記出力量の調整により、前記光分岐器から照射されるレーザー光線による前記印刷紙面上の照射温度を任意に調整自在としてなることを特徴としている。
【００１０】
本願請求項４の発明は、請求項１，２又は３において、前記光分岐器はビーム拡散光学系を備え、前記レーザー光線発生源から伝送されたレーザー光線を拡散させて照射することを特徴としている。
【００１１】
本願請求項５の発明は、請求項１，２，３又は４において、前記光分岐器は配置及び数量を調整することにより、印刷紙面への照射範囲を自由に設定できることを特徴としている。
【００１２】
本願請求項６の発明は、請求項１，２，３，４又は５において、前記印刷紙面が前記光分岐器に対して相対移動することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る印刷紙面乾燥装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る印刷紙面乾燥装置の第１の実施の形態であって、基本構成を示す。この図において、１はレーザー光線発生源としてのレーザー発振器であり、レーザー光線を生成かつ制御し、レーザ光線出力量が調整自在なものである。ここで、レーザー（ＬＡＳＥＲ）は、ＬｉｇｈｔＡｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｙＳｔｉｍｕｌａｔｅｄ
ＥｍｉｓｓｉｏｎｏｆＲａｄｉａｔｉｏｎの頭文字で、放射の誘導放出による光増幅と訳され、方向、位相、波長を揃えた光を人工的に作り出すことである。前記レーザー発振器１で生成されたレーザー光線（レーザー光束）は、光ファイバケーブル（光ケーブルを含む）等の光搬送手段２を経由して光分岐器３に伝送される。この光分岐器３は、ビーム拡散光学系としてのビーム拡散レンズ４を内蔵して備えている。従って、商業用オフセット輪転機や枚葉オフセット印刷機等にて印刷インキがオフセット印刷された印刷紙面５に対して、光分岐器３は光搬送手段２で伝送されてきたレーザ光線のビームを拡散させて照射する。対象となる印刷紙面５と光分岐器３先端間の距離及び光分岐器３に内蔵されたビーム拡散レンズ４の調整によって照射幅Ｌが決定する。
【００１５】
このように、レーザー発振器１で出力調整され、光分岐器３内のビーム拡散レンズ４で拡散されたレーザー光線が、光分岐器３に対して相対移動する印刷紙面５に照射され、放射伝熱で印刷紙面乾燥が可能になる。
【００１６】
熱は温度の異なる２つの物体が接触するとき、高い温度の物体から低い温度の物体に移動する運動エネルギーで、放射伝熱はレーザー光線を吸収した印刷紙面上の印刷インキ自体が発熱体となり、自ら電磁波を放出し内部からの運動エネルギーで加熱して行く。従って、印刷紙面５に印刷された印刷インキの形状や熱伝導性等に関らず均一な温度に加熱できることを特徴としている。
【００１７】
本発明で対象としている印刷機の印刷版式はオフセット印刷であり、印刷インキの乾燥方式は浸透乾燥型と酸化重合型とがあり、材料は顔料、ビピクル、助剤で構成されている。浸透乾燥型（主に輪転機印刷機用）はインキ中の油分が紙面に浸透し固形分が表面に残り乾燥する方式である。酸化重合型（枚葉印刷機、輪転機印刷機両方用）は空気中の酸素を媒介して化学反応を起こし乾燥させる方式であるが、乾燥に時間がかかるため図１のように印刷紙面へのレーザー光線照射よる放射伝熱で含有水分を蒸発させインク自体の粘度を増大し乾燥皮膜を作る。
【００１８】
レーザー光線の種類は、気体、液体、固体、半導体レーザ等のいずれを用いるものでもよいが、どれも赤外線（近赤外線、中赤外線、遠赤外線を含む）が主流であって、下記の特徴があり、特に半導体レーザーは光線の照射幅が最も広く取れることで知られている。
【００１９】
▲１▼ 熱エネルギーが空間を介して被加熱物に光速で移動。
▲２▼ 空気を加熱しにくいので熱損失が少ない。
▲３▼ ガスや埃のでないクリーンで均一な加熱ができる。
▲４▼ 被加熱物の熱吸収率により波長を選択し最適な加熱が可能である。
【００２０】
なお、レーザー光線は電磁波であり吸収によって物質自体が発熱するため、印刷紙面上の印刷インキ乾燥には照射時間が必要となる。実際の輪転機印刷機においては、印刷紙面５は例えば毎分４００ｍの高速で移動するため、レーザー発振器１のレーザー光線出力量が調整自在であることから、レーザー発振器側において出力量を調整することで、印刷紙面側において短時間で乾燥できる照射温度を調整、選択できる特徴がある。
【００２１】
図２及び図３は本発明の第２の実施の形態であって、印刷紙面５が１台の光分岐器３ではカバーできない場合に、複数台の光分岐器３を用いた例であり、図３のように、商業用オフセット輪転機で印刷紙面有効幅８１３ｍｍ、レーザー光線照射幅２８０ｍｍを想定した場合、図２の光分岐器の３列配置構成を入口側に２行（紙面表側と紙面裏側）、さらに出口側に２行（紙面表側と紙面裏側）それぞれ設けている。なお、その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
この第２の実施の形態に示したように、光分岐器３の配置及び数量を調整することにより、印刷紙面へのレーザー光線の照射範囲を自由に設定できる。また、図３の入口及び出口側にそれぞれ光分岐器３を配置したとき、レーザー発振器１側で仮に入口側２００℃、出口側１６０℃等の温度差を設定することで、乾燥時間の短縮と乾燥ムラ防止、品質保持を図り得る特徴がある。
【００２３】
図３では、２行×３列の光分岐器の配置を例示しているが、乾燥対象である印刷紙面の寸法は一般的にロール紙で６２５〜８１３ｍｍ幅、裁断紙で３６０×５２０ｍｍ〜１，０４０×１，４４０ｍｍであり、印刷紙面の寸法や紙面の搬送速度等の周辺条件によって光分岐器の数量及び配置は可変とする。
【００２４】
図４は上記実施の形態に示した印刷紙面乾燥装置の印刷機における配置を示し、（Ａ）は商業用オフセット輪転機の場合、（Ｂ）は枚葉印刷機の場合である。
【００２５】
図４（Ａ）の商業用オフセット輪転機では、巻取紙の走行経路に沿って、印刷部、印刷紙面乾燥装置、水冷式冷却装置の順に配列されている。印刷紙面乾燥装置で印刷紙面乾燥後の印刷紙面冷却方法は、従来通り水冷方式としている。
【００２６】
図４（Ｂ）の枚葉印刷機の場合、印刷部の後段の印刷紙排出側に印刷紙面乾燥装置が設けられる。
【００２７】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気を使用したレーザー光線の照射によりクリーンで安全な印刷紙面乾燥装置を実現できる。また、ランニングコストの点でも従来のガス燃焼による熱風噴射方式よりも有利であり、導入時のイニシャルコストは従来の熱風噴射方式の装置に比べ高価になるがランニングコストが大幅に削減できるため、複数年による償却を考慮した場合コストダウンになる。
【００２９】
仮に、大型商業用オフセット輪転機を１２年間稼働した場合、従来の装置ではイニシャルコスト３０００万円、月間ランニングコストおよそ３０万円で、最終的に７５００万円程度の稼働コストになるが、本発明ではイニシャルコスト２５００〜３５００万円、メンテナンス費用１０００万円前後、月間ランニングコストおよそ３万円で、最終的に４０００〜５０００万円程度となる。
【００３０】
レーザー光線による印刷紙面乾燥方式は、従来のガス燃焼による熱風噴射方式に替わり電気による赤外線方式のため脱臭や熱交換が著しく低減され、環境問題が解決でき作業の安全性も高まる。
【００３１】
本発明で使用する光分岐器は幅１２０ｍｍ×高さ５０ｍｍ×奥行き７０ｍｍ／台程度であるため乾燥設備が小型化できる。また、レーザー光線発生源は１台あたり幅３１０ｍｍ×高さ５０５ｍｍ×奥行き３７０ｍｍ／台であるが光ファイバケーブル等の光搬送手段で光分岐器と接続するため設置場所が特定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る印刷紙面乾燥装置の第１の実施の形態であって基本構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す概略正面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図４】上記実施の形態に示した印刷紙面乾燥装置の印刷機における配置であって、（Ａ）は商業用オフセット輪転機の場合、（Ｂ）は枚葉印刷機の場合の説明図である。
【符号の説明】
１レーザー発振器
２光搬送手段
３光分岐器
４ビーム拡散レンズ
５印刷紙面
Ｌ照射幅

Claims

印刷機の印刷紙面を乾燥させる印刷紙面乾燥装置であって、レーザー光線発生源と、印刷紙面に対してレーザー光線を照射する光分岐器と、前記レーザー光線発生源からのレーザー光線を前記光分岐器に伝送する光搬送手段とを備えたことを特徴とする印刷紙面乾燥装置。
前記レーザー光線発生源は、前記レーザー光線の出力量が調整自在である請求項１記載の印刷紙面乾燥装置。
前記レーザー光線発生源は前記出力量の調整により、前記光分岐器から照射されるレーザー光線による前記印刷紙面上の照射温度を任意に調整自在としてなる請求項２記載の印刷紙面乾燥装置。
前記光分岐器はビーム拡散光学系を備え、前記レーザー光線発生源から伝送されたレーザー光線を拡散させて照射する請求項１，２又は３記載の印刷紙面乾燥装置。
前記光分岐器は配置及び数量を調整することにより、印刷紙面への照射範囲を自由に設定できる請求項１，２，３又は４記載の印刷紙面乾燥装置。
前記印刷紙面が前記光分岐器に対して相対移動する請求項１，２，３，４又は５記載の印刷紙面乾燥装置。