JP2005343005A

JP2005343005A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2005343005A
Application number: JP2004165031A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Tominaga; 保昌富永; Takahiro Mizuno; 孝洋水野; Hideki Yasuda; 秀樹安田; Takeshi Yamazaki; 健山崎; Yoshiaki Kawada; 善朗川田
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd; Toyo Ink Mfg Co Ltd; Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd; Artience Co Ltd
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-06-02
Also published as: JP4616581B2

Abstract

【課題】水性インクを使用したグラビア印刷機において、シート材の搬送速度を低下させることなく、印刷開始時に、見当ずれに起因した多量の不良品が生成されるのを防止できるとともに、簡単な構成でシート材に塗布された水性インキを迅速かつ適正に乾燥させることができるようにする。
【解決手段】グラビア印刷機の印刷部において水性インキが塗布されることにより印刷されたシート材が搬入される乾燥器と、上記シート材に塗布された水性インキを乾燥させるための熱風を上記乾燥器内に供給する熱風供給手段とを備えた乾燥装置において、印刷開始時点Ｔ０からシート材を冷却するとともに、見当合わせが終了して定常印刷速度にシート材の搬送速度Ｖを上昇させる際に、上記シート材の冷却度合を調節することによりシート材の温度を一定に維持する温度制御手段を設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、グラビア印刷機の印刷部においてシート材に塗布された水性インキを乾燥させる乾燥装置に関するものである。

近年、環境保全等の目的で有機溶剤タイプのインキに代えて水性インキを使用することが行われているが、この水性インキを乾燥させる場合には、有機溶剤タイプに比べて格段に多い熱量が必要であり、この熱量を確保するためにシート材に吹き付けられる熱風の温度を高くすると、シート材が高温に加熱されて大きく熱膨張することが避けられない。このようにシート材が大きく熱膨張すると、複数色の水性インキを順次重ねて塗布することによりカラー印刷を行う場合に、各水性インキの塗布位置がずれる見当ずれが発生したり、シート材に皺が形成されたりし易いという問題がある。

上記弊害を防止するため、下記特許文献１に示されるように、グラビア印刷機等に付設された乾燥器内に熱風を供給する熱風供給手段と、上記乾燥器から搬出されたシート材の表面温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出されたシート材の表面温度と予め設定された基準温度との偏差に基づいて上記熱風供給手段から供給される熱風の熱量を制御する熱量制御手段とを備えた乾燥装置を用い、シート材の表面温度を一定値に維持するように上記熱風の熱量を制御することにより、上記シート材の熱膨張量が変化することに起因した見当ずれの発生や皺の発生を防止することも考えられている。
特開２００１−２４６３０６号公報

上記特許文献１に開示されているように、シート材の表面温度を検出する非接触式の温度センサ等からなる温度検出手段の検出値に基づき、熱風供給手段から供給される熱風の熱量を制御することにより、シート材の表面温度を一定値に維持するように構成した場合には、複数色の水性インキを重ねて塗布することによりカラー印刷を行う際におけるインキ塗布位置のずれを効果的に防止することができず、シート材の搬送速度が変化する印刷開始時に、上記見当ずれが発生することによる不良品の生成量が多くなるという問題がある。

すなわち、印刷開始時には、図６に示すように、印刷開始時点Ｔ０から一定時間に亘ってシート材の搬送速度Ｖを低速（例えば３０ｍ／ｍｉｎ程度）の見当合わせ速度Ｖ１に維持しつつ、各色毎にシート材に付された位置合わせマークに基づいて初期見当合わせを行った後、この初期見当合わせが終了した時点Ｔ１で、シート材の搬送速度Ｖを高速（例えば１５０ｍ／ｍｉｎ程度）の定常印刷速度Ｖ２まで上昇させるように構成されている。この速度上昇時に、熱風供給手段から乾燥器内に供給される熱風の温度Ｗｔを一定値、例えば６０℃程度に設定すると、シート材の単位面積当たりに供給される熱風の熱量が漸減し、これに起因して図６の破線で示すように、シート材の温度Ｓｔが次第に低下することになる。

上記シート材の温度Ｓｔが低下することによる見当ずれの発生、つまりシート材の膨張量にバラツキが生じることに起因した印刷位置のずれを防止するために、上記温度検出手段によりシート材の温度変化を検出して上記熱風の温度Ｗｔを順次上昇させる制御を実行したとしても、熱風の温度を迅速に変化させることが困難であり、シート材が適正温度に加熱されるまでに所定時間を要し、この間に上記見当ずれに起因した多量の不良品が生成されるという欠点がある。

なお、上記シート材の熱膨張量が大きく変動することに起因した見当ずれの発生を抑制するため、熱風の温度を低下させるとともに、シート材の搬送速度を遅くすることも考えられるが、このように構成した場合には、印刷速度が低下して作業効率を悪化するという問題があるため、印刷速度を低下させることなく、シート材の搬送速度が変化する印刷開始時に、見当ずれに起因した多量の不良品が生成されるのを防止できるようにすることが望まれていた。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、印刷速度を低下させることなく、シート材の搬送速度が変化する印刷開始時に、見当ずれに起因した多量の不良品が生成されるのを防止できるとともに、簡単な構成でシート材に塗布された水性インキを迅速かつ適正に乾燥させることが可能な乾燥装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、グラビア印刷機の印刷部において水性インキが塗布されることにより印刷されたシート材が搬入される乾燥器と、上記シート材に塗布された水性インキを乾燥させるための熱風を上記乾燥器内に供給する熱風供給手段とを備えた乾燥装置において、印刷開始時点からシート材を冷却するとともに、見当合わせが終了して定常印刷速度にシート材の搬送速度を上昇させる際に、上記シート材の冷却度合を調節することによりシート材の温度を一定に維持する温度制御手段を備えたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の乾燥装置において、乾燥器内に配設されたシート材の案内ローラを冷却するとともに、その冷却度合を調節することによりシート材の温度を一定に維持するように構成したものである。

上記請求項１に係る発明によれば、印刷開始時点からシート材を冷却してシート材の温度が上昇するのを抑制するとともに、見当合わせが終了して定常印刷速度にシート材の搬送速度を上昇させる際に、上記シート材の搬送速度が上昇するのに対応させてシート材の冷却度合を調節することにより、シート材の温度を一定に維持する制御を迅速かつ適正に実行することができる。したがって、上記印刷開始時に、印刷位置のずれに起因した不良品の発生を効果的に抑制し、シート材に塗布された水性インキを迅速かつ適正に乾燥させることができる。

上記請求項２に係る発明によれば、印刷開始時点からシート材の案内ローラを冷却してシート材の温度上昇を間接的に抑制するとともに、見当合わせが終了して定常印刷速度にシート材の搬送速度を上昇させる際に、案内ローラの冷却度合を調節してシート材の温度を間接的に制御することにより、シート材の搬送状態に悪影響を与えることなく、印刷位置のずれに起因した不良品の発生を効果的に抑制できるという利点がある。

図１は、本発明に係る乾燥装置が付設されたグラビア印刷機１の概略構成を示している。このグラビア印刷機１は、被印刷物であるシート材３が巻回されたシートロール２からシート材３を繰り出す繰出部４と、この繰出部４から繰り出されたシート材３に所定の張力を付与してプレヒータ６に供給するインフィード部７と、上記プレヒータ６から導出されたシート材３に複数色の水性インキを順次塗布してカラー印刷を行う複数の印刷ユニット８〜１０と、印刷後のシート材３に所定の張力を付与して引き出すアウトフィード部１１と、このアウトフィード部１１により引き出された印刷後のシート材３を巻取る巻取部１２とを有している。

上記各印刷ユニット８〜１０には、駆動モータ１３により回転駆動され、かつ周面に水性インキが塗布される印刷版胴１４と、この印刷版胴１４にシート材３を圧接させる圧接ローラ１５とを有する印刷部１６が設けられるとともに、この印刷部１６においてシート材３に塗布された水性インキを乾燥させる乾燥装置１７が設けられている。また、上記印刷ユニット８，９の間および印刷ユニット９，１０の間には、各印刷ユニット８〜１０の印刷部１６においてシート材３に複数色の水性インキが順次塗布されることにより形成された印刷位置のずれ（見当ずれ）を修正するためのコンペンセータロール１８が設けられている。

上記乾燥装置１７は、図２および図３に示すように、シート材３の搬入口１９および搬出口２０を有する箱状のケーシングからなる乾燥器２１と、この乾燥器２１内に所定間隔で配設された複数の案内ローラ２２と、この案内ローラ２２により案内されるシート材３の表面（水性インキの塗布面）に向けて乾燥用の熱風を吹き出す熱風吹出部２３と、上記シート材３の裏面側に配設されて各案内ローラ２２を冷却するための冷風を吹き出す冷風吹出部２４とを備えている。上記各案内ローラ２２は、シート材３の搬入口１９から搬出口２０までの間に、湾曲状のシート経路を構成するように配置されている。そして、上記印刷部１６から乾燥器２１内に導入されたシート材３が、上記案内ローラ２２により案内されつつ上方に移動し、上記搬出口２０から外部に導出されるようになっている。

また、上記乾燥器２１の壁面には、図外の送風機および加熱源を有する熱風供給手段２５に接続された給気ダクト２６がシート搬送方向の下流部側に設置されるとともに、図外の排気処理部等に連通する排気ダクト２７が、上記給気ダクト２６の背面側に設置されている。上記給気ダクト２６は、シート材３の搬送方向に伸びる一定幅のヘッダ２８の側壁面に接続されている。このヘッダ２８には、シート材３の搬送方向と直交する方向に伸びる乾燥用の熱風吹出部２３が設けられている。

上記熱風吹出部２３は、シート材３の搬入口１９の近傍に配列されたＶ型ノズルからなる３個の第１熱風吹出部２３ａと、シート材３の搬出口２０の近傍に設けられたＶ型ノズルからなる単一の第２熱風吹出部２３ｂと、上記第１熱風吹出部２３ａと第２熱風吹出部２３ｂとの間に配設された多数の乾燥用エアの吹出孔２９を有する多孔板ノズルからなる６個の第３熱風吹出部２３ｃとによって構成されている。

上記第１〜第３熱風吹出部２３ａ〜２３ｃは、それぞれ上記案内ローラ２２に対向する位置に配設され、取付ボルト等によって上記ヘッダ２１に着脱自在に取り付けられている。また、上記各熱風吹出部２３ａ〜２３ｃは、それぞれ所定間隔をおいて配設されることにより、各熱風吹出部２３ａ〜２３ｃから吹き出された乾燥用エアの排気を上記排気ダクト２７の設置部側に案内するための間隙３９が、相隣接する熱風吹出部２３の間に設けられている。この間隙３９は、上記乾燥用エアの排気をスムーズに案内することが可能な寸法で、上記乾燥器２１が必要以上に大型化するのを防止し得る寸法に設定されている。また、上記排気ダクト２７は、乾燥器２１の上方部においてその略幅方向全域に配設されている。

そして、上記グラビア印刷機１を始動させる際に、上記熱風供給手段２５の加熱源および送風機を作動状態とすることにより、定常印刷時に上記シート材３に塗布された水性インキを適正に乾燥させ得るように設定された一定温度の熱風を一定の風量で、上記各熱風吹出部２３から乾燥器２１内に供給してシート材３の表面に吹き付けるとともに、排気ダクト２７の前面および底面等に形成された排気取入口から上記排気ダクト２７内に導入された上記乾燥用エアの排気を外部に導出させるようになっている。

一方、上記冷風吹出部２４は、相隣接する一対の案内ローラ２２，２２の間に配設されてその軸方向に伸びるよう設置されたヘッダ３０の各案内ローラ２２に対向する面に形成された冷風の吹出ノズルからなり、上記ヘッダ３０には、送風機を有する冷風供給手段３１が設けられた吸気ダクト３２が接続されている。そして、上記冷風供給手段３１の送風機を必要に応じて作動状態とし、上記冷風吹出部２４から各案内ローラ２２の周面に冷風を吹き付けて各案内ローラ２２を冷却することにより、この案内ローラ２２に接触するシート材３の温度を低下させるように構成されている。

また、上記乾燥装置１７には、乾燥器２１の搬出口２０から導出されたシート材３の張力を検出する張力検出手段３３が設けられている。この張力検出手段３３には、シート材３の搬送路に沿って配設されたピックアップローラ３４と、このピックアップローラ３４の回転支持部に設けられた歪みゲージ方式またはインダクタンス方式の張力センサ３５とからなり、上記シート材３の搬送時に、このシート材３に作用する張力を上記張力センサ３５により検出し、この検出信号を下記の制御ユニット３６に出力するように構成されている。

制御ユニット３６は、図４に示すように、予め設定されたシート材３の基準張力、つまりシート材３の定常印刷時に作用する張力の最適値を記憶する記憶手段３７と、上記張力検出手段３３の張力センサ３５により検出されたシート材３の張力に対応した制御信号を上記冷風供給手段３１の送風機３１ａに出力してシート材３の温度を制御する温度制御手段３８とを備えている。

上記温度制御手段３８は、シート材３の張力の検出値と記憶手段３７から読み出された上記基準張力とを比較し、上記張力の検出値が基準張力よりも低いことが確認された場合に、上記冷風供給手段３１の送風機３１ａを作動させるとともに、その送風量を上記張力の検出値と基準張力との偏差に対応した値に調節することにより、上記案内ローラ２２を適度に冷却してシート材３の張力を基準張力に一致させる制御を実行するように構成されている。これによってシート材３の搬送速度が変化する印刷開始時に、シート材３の定常印刷時と同温度に設定された熱風を上記熱風供給手段２５から乾燥器２１内に一定風量で供給しつつ、シート材３の温度Ｓｔを略一定に維持するとともに、シート材３の張力を基準張力と等しい値に保持する制御が実行されるようになっている。

具体的には、図５に示すように、印刷開始時点Ｔ０から一定時間に亘ってシート材３の搬送速度Ｖを３０ｍ／ｍｉｎ程度の見当合わせ速度Ｖ１に維持しつつ、各色毎にシート材３に付された位置合わせマーク（トンボマーク）に基づいて初期見当合わせを行う際に、シート材３の定常印刷時と同温度Ｗｔに設定された熱風を上記熱風供給手段２５から乾燥器２１内に供給すると、シート材３の温度Ｓｔが通常印刷時に比べて顕著に高くなるとともに、上記シート材３の膨張量が通常印刷時よりも極端に大きくなる。この結果、シート材３に作用する張力が基準張力よりも低くなり、この状態が上記張力検出手段３３の検出値に基づいて検出されるため、上記冷風供給手段３１の送風機３１ａが作動状態となって案内ローラ２２に多量の冷風Ｂが吹き付けられることにより、シート材３が冷却されてその温度Ｓｔが一定に維持されるとともに、シート材３の張力が基準張力と等しい値に保持されるように構成されている。

また、上記初期見当合わせが終了した時点Ｔ１で、シート材３の搬送速度Ｖを１５０ｍ／ｍｉｎ程度の高速に設定された定常印刷速度Ｖ２まで上昇させる制御が実行されることにより、シート材３の単位面積当たりに供給される熱風の熱量が漸減してシート材３の温度Ｓｔが低下し始めると、これと同時にシート材３の膨張量が減少してシート材３に作用する張力が増大する。このため、上記張力の増大が張力検出手段３３により瞬時に検出され、上記冷風供給手段３１から案内ローラ２２に吹き付けられる冷風の風量Ｂを次第に減少させる制御が上記温度制御手段３８において実行されることにより、上記見当合わせが終了して定常印刷速度Ｖ２にシート材３の搬送速度を上昇させる際に、シート材３の温度Ｓｔが一定に維持されるとともに、シート材３の張力が基準張力と等しい値に保持されるようになっている。

上記のようにグラビア印刷機１の印刷部１６において水性インキが塗布されることにより印刷されたシート材３が搬入される乾燥器２１と、上記シート材３に塗布された水性インキを乾燥させるための熱風を乾燥器２１内に供給する熱風供給手段２５とを備えた乾燥装置において、印刷開始時点からシート材３を冷却するとともに、見当合わせが終了して定常印刷速度にシート材３の搬送速度を上昇させる際に、上記シート材３の冷却度合を調節することによりシート材３の温度を一定に維持する温度制御手段３８を設けたため、シート材３の搬送速度が変化する印刷開始時に、見当ずれに起因した多量の不良品が生成されるという弊害を生じることなく、シート材３に塗布された水性インキを迅速かつ適正に乾燥させることができる。

すなわち、上記張力検出手段３３により検出されたシート材３の張力と予め設定された基準張力との偏差に応じ、熱風供給手段２５から乾燥器２１内に供給される熱風の温度を調節することにより、シート材３の温度を制御するように構成した場合には、上記熱風の温度を迅速に変化させることが困難である。このため、上記張力の検出時点と、上記熱風によりシート材３の温度制御が実行される時点との間に時間差が生じることが避けられず、この時間差に応じて制御のハンチングが生じることにより、図６に示すように、シート材３が適正温度となるまでに所定の時間を要して、この間の見当ずれに起因した多量の不良品が生成されることが避けられない。

これに対して図５に示すように、印刷開始時点Ｔ０から一定時間に亘ってシート材３の搬送速度Ｖが低速に設定されることにより、シート材３の温度Ｓｔが通常印刷時に比べて顕著に高くなる傾向がある初期見当合わせ時に、上記冷風供給手段３１の送風機３１ａを作動させて案内ローラ２２に多量の冷風Ｂを吹き付けて案内ローラ２２の温度を低下させるとともに、上記初期見当合わせが終了した時点Ｔ１で、シート材３の搬送速度Ｖを高速の定常印刷速度Ｖ２まで上昇させる際に、この搬送速度Ｖの上昇に伴ってシート材３の単位面積当たりに供給される熱風の熱量が漸減するのに応じ、上記冷風供給手段３１から案内ローラ２２に吹き付けられる冷風の風量Ｂを減少させることにより、上記案内ローラ２２によるシート材３の冷却度合を正確に調節するように構成した場合には、シート材３の温度を迅速かつ正確に制御することができる。したがって、印刷速度を低下させる等の手段を講じることなく、印刷開始時に、シート材３の温度Ｓｔが低下することによる見当ずれの発生、つまりシート材３の膨張量にバラツキが生じることに起因した印刷位置のずれを適正に防止し、上記見当ずれに起因した多量の不良品が生成されるの効果的に抑制できるという利点がある。

なお、上記のように印刷開始時点から初期見当合わせが終了するまでの間、案内ローラ２２に多量の冷風Ｂを吹き付けるとともに、その風量を制御することにより、シート材３の冷却度合を間接的に制御するようにした上記実施形態に代え、シート材３の裏面に冷風を吹き付けてシート材３の温度Ｓｔを直接的に制御するように構成してもよい。このようにシート材３の裏面に冷風を吹き付けるように構成した場合には、シート材３の冷却度合を効果的に調節することができるという利点を有する反面、上記冷風の吹付圧が高いと、シート材３が案内ローラ２２から離間して搬送状態が不安定になり易いという欠点がある。したがって、シート材３の搬送状態を安定させるためには、案内ローラ２２に多量の冷風Ｂを吹き付けるとともに、その風量を制御することにより、シート材３の冷却度合を調節するように構成することが好ましい。なお、印刷開始時点から初期見当合わせが終了するまでの間、上記案内ローラ２２内に冷却水等からなる冷媒を供給するとともに、この冷媒の供給量を制御することにより、シート材３の冷却度合を間接的に調節するようにようにしてもよい。

また、上記実施形態では、乾燥器２１内に搬入されたシート材３の張力を検出する張力検出手段３３を設け、この張力検出手段３３により検出されたシート材３の張力が予め設定された基準張力よりも低い場合に、上記冷風供給手段３１を作動させて案内ローラ２２に冷風を吹き付けることにより、シート材３の温度を低下させるように構成したため、シート材３の偏った位置に水性インキが部分的に塗布されるとともに、この塗布位置が印刷パターンの変化に応じて移動する場合においても、シート材３の温度変化に対応して変動するシート材３の張力を簡単な構成で正確に検出し、この張力の変動に対応させて上記冷風の風量を制御する等により、シート材３の冷却度合を正確に調節できるという利点がある。

すなわち、上記張力検出手段３３に代えて非接触式の温度センサ等からなる温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出値に対応させて上記冷風の風量を制御する等により、印刷開始時にシート材３の温度を一定に維持するように構成することも可能であるが、この場合には、上記印刷パターンの変化に対応させて温度検出手段の設置位置を移動させる等の複雑な構成を採用しなければ必要個所の温度変化、つまり上記水性インキの塗布位置の温度変化を正確に検出することができないため、シート材３の温度変化に対応させて上記冷風の風量を適正に制御することが困難であるという欠点がある。このため、上記のように乾燥器２１内に搬入されたシート材３の張力を張力検出手段３３により検出し、その検出値に対応させて上記冷風供給手段３１から案内ローラ２２に吹き付けられる冷風の風量等を制御することにより、印刷パターンの変化に対応じて水性インクの塗布位置が変化した場合においても、シート材３の温度が低下することに起因した見当ずれの発生、つまりシート材３の膨張量にバラツキが生じることによる印刷位置のずれを簡単な構成で迅速かつ適正に抑制できるように構成することが望ましい。

グラビア印刷機の全体構成を示す概略図である。本発明に係る乾燥装置の実施形態を示す側面断面図である。乾燥装置の具体的構成を示す正面断面図である。制御ユニットの構成を示すブロック図である。シート材の温度変化等を示すタイムチャートである。従来例におけるシート材の温度変化等を示すタイムチャートである。

符号の説明

１グラビア印刷機
３シート材
１７乾燥装置
２１乾燥器
２２案内ローラ
２５熱風供給手段
３１冷風供給手段
３８温度制御手段

Claims

グラビア印刷機の印刷部において水性インキが塗布されることにより印刷されたシート材が搬入される乾燥器と、上記シート材に塗布された水性インキを乾燥させるための熱風を上記乾燥器内に供給する熱風供給手段とを備えた乾燥装置において、印刷開始時点からシート材を冷却するとともに、見当合わせが終了して定常印刷速度にシート材の搬送速度を上昇させる際に、上記シート材の冷却度合を調節することによりシート材の温度を一定に維持する温度制御手段を備えたことを特徴とする乾燥装置。
乾燥器内に配設されたシート材の案内ローラを冷却するとともに、その冷却度合を調節することによりシート材の温度を一定に維持するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。