JP2005343006A

JP2005343006A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2005343006A
Application number: JP2004165032A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Tominaga; 保昌富永; Takahiro Mizuno; 孝洋水野; Toru Isozaki; 徹磯崎
Original assignee: Fuji Kikai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fuji Kikai Kogyo 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: JP4613033B2

Abstract

【課題】水性インキを使用したグラビア印刷機において、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等に、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、上記乾燥器に搬入されたシート材の張力を検出する張力検出手段３３と、この張力検出手段３３により検出されたシート材の張力に基づいてシート材の温度を制御する温度制御手段３８とを設けた。
【選択図】図４

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。

上記の弊害を防止するため、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、上記熱量制御手段による熱量制御を実行してシート材の表面温度を一定値に維持することが行われている。
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、シート材の温度変化を上記温度検出手段により正確に検出することが困難であるため、カラー印刷を行う場合に見当ずれの発生を効果的に防止することができないという問題がある。

すなわち、シート材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、シート材に対する水性インキの塗布位置が印刷パターンの変化に応じて変動することが一般的であるため、特許文献１に開示された非接触式の温度センサ等からなる温度検出手段では、上記シート材の必要個所の温度（インキ塗布位置の温度）を正確に検出することが困難である。なお、上記インキ塗布位置の温度を正確に検出できるように、印刷パターンの変化に対応させて温度検出手段を移動させることも考えられるが、この場合には、装置の構造が複雑になるとともに、シート材の印刷パターンを正確に測定して入力しなければインキ塗布位置の温度を正確に検出することができないという欠点がある。

したがって、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場合に、各水性インキの塗布位置がずれるの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等に、上記見当ずれが発生することによって多量の不良品が生成されるという問題がある。何故なら、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、上記特許文献１に示すように、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を調節する制御を実行するように構成したとしても、シート材上における必要個所の温度変化を正確に検出することが困難であり、シート材の温度Ｗｔが適正値とな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が悪化するという問題がある。このため、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等に、見当ずれに起因した不良品の生成を効果的に抑制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等に、見当ずれに起因した不良品の生成を抑制できるとともに、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、上記乾燥器に搬入されたシート材の張力を検出する張力検出手段と、この張力検出手段により検出されたシート材の張力に基づいてシート材の温度を制御する温度制御手段と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、上記温度制御手段が、張力検出手段により検出されたシート材の張力が予め設定された基準張力よりも低い場合に、シート材を冷却する冷風供給手段を作動させることによりシート材の温度を低下させるように構成されたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１記載の乾燥装置において、上記温度制御手段が、張力検出手段により検出されたシート材の張力と予め設定された基準張力との偏差に応じて熱風供給手段から乾燥器内に供給される熱風の熱量を調節することによりシート材の温度を制御するように構成されたものである。

上記請求項１に係る発明によれば、シート材の搬送速度が低速の見当合わせ速度から高速の定常印刷速度に変化する印刷開始時等に、シート材の搬送速度が上昇してシート材の温度が変化するとともに、これに対応してシート材の張力が変動すると、この張力変動が張力検出手段により即座に検出されて上記温度制御手段によるシート材の温度制御が実行されるため、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することができるとともに、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、シート材の温度が上昇して膨張量が増大するとともに、これに対応してシート材の張力が基準張力よりも低くなった場合には、この張力の低下が即座に検出されて上記冷風供給手段によりシート材の温度を低下させる制御が実行されるため、印刷位置のずれに起因した不良品の発生を効果的に防止できる等の利点がある。

上記請求項３に係る発明によれば、シート材の温度が変化するとともに、これに対応してシート材の張力が変動した場合には、この張力変動が即座に検出されて上記温風供給手段から乾燥器内に供給される熱風の熱量が調節されることにより、シート材の温度制御が実行されるため、印刷位置のずれに起因した不良品の発生を効果的に防止できる等の利点がある。

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所定間隔で配置されている。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幅方向略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、シート材３を冷却してそ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制御が実行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、上記乾燥器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と、この張力検出手段３３により検出されたシート材３の張力と予め設定された基準張力とに応じてシート材３の温度を制御する温度制御手段３８とを設けたため、シート材３の搬送速度が変化する印刷開始時等に、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、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を作動させて案内ローラ２２に多量の冷風Ｂを吹き付けることにより、シート材３の温度Ｓｔを低下させる制御が実行されてシート材３の温度Ｓｔが略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ことになる。

そして、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ため、この張力の増大を上記張力検出手段３３により瞬時に検出することができる。したがって、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Ｂを次第に減少させる制御を上記張力の増大に応じて正確に実行し、シート材３の温度Ｓｔを略一定に維持することにより、この温度Ｓｔ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迅速かつ適正に抑制することができる。このため、印刷速度を低下させる等の手段を講じることなく、上記見当ずれに起因した不良品の生成を効果的に防止できるという利点がある。

しかも、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、上記シート材３の温度変化に対応してシート材３の張力が正確に変動するため、非接触式の温度センサ等からなる温度検出手段を上記印刷パターンの変化に対応させて移動させる等の複雑な構成を採用することなく、上記シート材３の温度変化に対応した張力変動を正確かつ迅速に検出して上記冷風の風量Ｂを適正に制御することができる。

なお、上記張力検出手段３３により検出されたシート材３の張力が予め設定された基準張力よりも低い場合に、上記熱風供給手段２５から乾燥器２１内に供給される熱風の熱量を一定に維持しつつ、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され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ることにより、シート材３を直接冷却するように構成してもよい。また、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、張力検出手段３３により検出されたシート材３の張力に応じてシート材３の温度Ｓｔを間接的に制御するようにようにしてもよい。

さらに、上記張力検出手段３３により検出されたシート材３の張力が予め設定された基準張力よりも低い場合に、冷風供給手段３１を作動させてシート材３の温度を低下させるように構成された上記実施形態に代え、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、上記熱風供給手段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の温度を制御することも可能である。また、上記冷風供給手段３１から乾燥器２１内に供給される冷風の供給量および熱風供給手段２５から乾燥器２１に供給される熱風の熱量の両方を、シート材３の張力と基準張力との偏差に応じて制御することによりシート材の温度を制御するようにしてもよい。

上記のように上記張力検出手段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、冷風供給手段３１を設けることなく簡単な構成で、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てシート材３の一定に維持することができるという利点を有する反面、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て不良品が生成される可能性がある。したがって、上記実施形態に示すように、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、冷風供給手段３１を作動させてシート材３の温度を低下させるように構成することが好ましい。

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。シート材の表面温度の変化状態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表面温度の変化状態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
２５熱風供給手段
３１冷風供給手段
３３張力検出手段
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、上記乾燥器に搬入されたシート材の張力を検出する張力検出手段と、この張力検出手段により検出されたシート材の張力に基づいてシート材の温度を制御する温度制御手段とを備えたことを特徴とする乾燥装置。
上記温度制御手段は、張力検出手段により検出されたシート材の張力が予め設定された基準張力よりも低い場合に、シート材を冷却する冷風供給手段を作動させることによりシート材の温度を低下させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
上記温度制御手段は、張力検出手段により検出されたシート材の張力と予め設定された基準張力との偏差に応じて熱風供給手段から乾燥器内に供給される熱風の熱量を調節することによりシート材の温度を制御するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。