JP2008087354A - 印刷機用乾燥装置及び印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】被印刷媒体上に塗布された印刷液をより確実に乾燥させること。
【解決手段】第１乾燥部１２Ｃは、第１〜第３乾燥胴２１〜２３を備える。このうち、第２乾燥胴２２によって、水性ニスＮが塗布された紙Ｓを加熱して、水性ニスＮを乾燥させる。第２乾燥胴２２は、第１赤外線照射装置３０Ａ及び第２赤外線照射装置３０Ｂによって加熱される。そして、第２乾燥胴２２の表面温度が、予め設定した所定の温度になったら印刷を開始し、第２乾燥胴２２は、これに巻き付けられた紙Ｓを、水性ニスＮの塗布面とは反対側の面から加熱する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、印刷機においてインキの上に塗布されたニスやインキ等の印刷液を乾燥させるために用いる印刷機用乾燥装置及び印刷機に関する。

印刷機は、被印刷媒体である紙にインキで印刷して画像を形成する。このうち、シート状の紙に印刷する印刷機は枚葉印刷機と呼ばれる。前記枚葉印刷機で枚葉インキ（油性インキ）を用いる場合、主に酸化重合によって乾燥するため、断裁、中綴じ等の後工程へ移行するためには、半日から一日程度の乾燥時間を要する。この乾燥時間を短縮するため、油性インキによる印刷後に、水性ニスをコーティングし、これを乾燥させる技術がある。インキや水性ニスの乾燥に関しては、例えば、特許文献１に、乾燥装置の動作温度が達成された場合にのみ、印刷機械の所定のスイッチオン操作を可能にする手法や、乾燥装置の最適な乾燥条件に相応する限界値の達成の後で、紙搬送や印刷過程のための駆動部の電源投入を行う手法が開示されている。

特開平７-３０４１６４号公報、第２頁

しかしながら、特許文献１に開示された手法では、被印刷媒体の搬送の開始条件が規定されているのみで、印刷中における乾燥装置の状態については言及されておらず、ニスの剥がれによる光沢の低下やこすれによる傷が発生し、印刷品質の低下を招くおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、被印刷媒体上に塗布された印刷液をより確実に乾燥できる印刷機用乾燥装置及び印刷機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る印刷機用乾燥装置は、印刷機に備えられ、かつ印刷液が塗布された被印刷媒体を乾燥させるものであり、被印刷媒体の搬送経路上に設けられて、乾燥前の印刷液が塗布されている前記被印刷媒体の面とは反対側の面と、前記被印刷媒体の温度よりも高い所定の温度で接触して、前記反対側の面から前記被印刷媒体を加熱することにより、前記被印刷媒体を乾燥させる被印刷媒体加熱手段を備えることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、水性ニスやインキ等の印刷液の乾燥において、印刷液が塗布された被印刷媒体を、被印刷媒体の温度よりも高い所定の温度で、乾燥前の印刷液が塗布されている面とは反対側の面から加熱する。これにより、被印刷媒体に印刷液が塗布された面をより確実に乾燥させることができるので、印刷液の剥がれを抑制して、印刷品質低下を抑制することができる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記所定の温度は、前記被印刷媒体に塗布される前記印刷液の膜厚が大きくなるにしたがって高くなることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、被印刷媒体を加熱する温度を、印刷液の膜厚が大きくなるにしたがって高くする。これによって、印刷液の膜厚を考慮した加熱が可能になるので、印刷液の乾燥不足や過乾燥が抑制されて、印刷品質低下をさらに抑制することができる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記被印刷媒体加熱手段は、赤外線照射装置から照射される赤外線により、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分が加熱されることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、赤外線照射装置から照射される赤外線によって、被印刷媒体加熱手段の被印刷媒体と接触する部分（被印刷媒体加熱手段の表面）が加熱される。赤外線照射装置は、印刷機の乾燥装置に備えられることが多いため、被印刷媒体加熱手段の表面の加熱において、既存の装置を利用することができる。これによって、印刷装置の大幅なレイアウト変更が不要になる。

赤外線照射装置から照射される赤外線を利用する場合、次の本発明に係る印刷機用乾燥装置のように、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分には、赤外線吸収層が設けることが好ましい。これによって、赤外線の吸収効率が向上するので、被印刷媒体加熱手段の表面の昇温速度を向上させることができる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記赤外線照射装置は、前記印刷液が塗布された前記被印刷媒体の面に赤外線を照射することにより、前記被印刷媒体に塗布された印刷液を乾燥させることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、赤外線照射装置によって、印刷液が塗布された被印刷媒体の面に赤外線を照射するので、より確実に印刷液を乾燥させることができる。また、被印刷媒体加熱手段の表面を加熱する手段として赤外線照射装置を兼用するため、装置構成を簡略化できる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分は、シート状のヒータで構成されることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、シート状のヒータで、印刷液が塗布された被印刷媒体を、印刷液の塗布面とは反対側の面から加熱する。シート状のヒータは、温度変化に対する応答性が優れている。このため、印刷開始の指令があった場合には、シート状のヒータを迅速に所定の温度まで昇温させることができるので、印刷指令があってから印刷終了までの時間を短縮できる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、冷却手段によって、被印刷媒体加熱手段の表面を冷却する。これによって、被印刷媒体加熱手段の表面が過熱した場合には、積極的に被印刷媒体加熱手段の表面を冷却できるので、自然放熱と比較して迅速に温度を低下させることができる。その結果、印刷の停止時間を短縮できるので、印刷機を効率的に運用できる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分の温度を測定する温度測定手段を備え、前記温度測定手段によって測定された、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分の温度に基づいて、前記被印刷媒体と接触する部分の温度が前記所定の温度になるように制御されることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、被印刷媒体加熱手段の表面温度に基づき、被印刷媒体加熱手段の表面温度が、印刷液の乾燥に適した所定の温度になるように制御する。これによって、乾燥のばらつきを抑制できるので、印刷品質のばらつきが低減できる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記印刷液から蒸発した蒸気を除去する蒸気除去手段を備えることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、印刷液から蒸発した蒸気を除去する蒸気除去手段を備える。これによって、より印刷液の乾燥を促進できるので、印刷品質の低下をより効果的に抑制できる。

次の本発明に係る印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置において、前記印刷機が印刷を実行していない間は、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分が、前記被印刷媒体を加熱する温度よりも低い温度に保持されていることを特徴とする。

この印刷機用乾燥装置は、前記印刷機用乾燥装置と同様の構成を備えるので、前記印刷機用乾燥装置が奏する作用、効果と同様の作用、効果を奏する。さらに、この印刷機用乾燥装置は、印刷機が印刷を実行していない間の待機中においては、被印刷媒体加熱手段の表面温度が被印刷媒体を加熱する温度よりも低い温度に保持される。これによって、被印刷媒体を加熱する温度まで、被印刷媒体加熱手段の表面温度を昇温させる時間を短縮できるので、印刷命令があった場合には、速やかに印刷を開始できる。これによって、印刷機を効率的に運用できる。

次の本発明に係る印刷機は、被印刷媒体の搬送経路に沿って設けられ、前記被印刷媒体に印刷液としてインキを用いて画像を印刷する印刷部と、前記被印刷媒体の画像が形成された面に印刷液として水性ニスを塗布するニスコーティング部と、前記印刷機用乾燥装置を備え、前記水性ニスが塗布された被印刷媒体を乾燥させる乾燥部と、を含むことを特徴とする。

この印刷機は、前記印刷機用乾燥装置を備えるので、被印刷媒体上に塗布された印刷液をより確実に乾燥できる。その結果、印刷液の乾燥不良に起因する印刷品質の低下を抑制できる。

この発明に係る印刷機用乾燥装置及び印刷機では、被印刷媒体上に塗布された印刷液をより確実に乾燥できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

以下の説明において、被印刷媒体とは、印刷機によって画像が形成される記録媒体（例えば紙）をいう。また、印刷液とは、水性ニスやインキ等、被印刷媒体に塗布される液体をいい、被記録媒体上に形成された画像をコーティングするものや、被記録媒体上に画像を形成するものに限定されるものではない。

（実施形態１）
本実施形態は、被印刷媒体にインキ（印刷液）で印刷された画像の上へ塗布された水性ニス（印刷液）を乾燥させる際に、前記被印刷媒体の被印刷面と接触する被印刷媒体加熱手段の接触部を、予め定めた所定の温度にしてから、乾燥を実行する点に特徴がある。以下においては、両面オフセット枚葉印刷機を例として説明するが、本実施形態の印刷機用加熱装置が適用できる印刷機は、これに限定されるものではない。また、印刷液として水性ニスを用い、先刷り印刷の前に前記水性ニスを乾燥させる例を説明するが、印刷液の種類はこれに限定されるものではない。

図１は、実施形態１に係る印刷装置の構成を示す全体構成図である。本実施形態の印刷機用乾燥装置が適用された印刷機１０は、両面オフセット枚葉印刷機であって、給紙装置１１と、先刷り印刷ユニット１２と、後刷り印刷ユニット１３と、排紙装置１４とを有し、先刷り印刷ユニット１２と後刷り印刷ユニット１３とが連接ユニット１５により連結されている。そして、先刷り印刷ユニット１２は、それぞれ先刷り印刷部１２Ａ、第１コーティング部１２Ｂ、印刷機用乾燥装置である第１乾燥部１２Ｃを有し、また、後刷り印刷ユニット１３は、後刷り印刷部１３Ａ、第２コーティング部１３Ｂ、第２乾燥部１３Ｃを有している。

上述した構造の印刷機１０では、給紙装置１１から先刷り印刷ユニット１２に被印刷媒体である紙Ｓが供給されると、まず、先刷り印刷部１２Ａで、印刷面となる紙Ｓの裏面に対して４色のインキ（本実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）が、色毎に異なる版胴を介して転写されて、紙Ｓの裏面に画像が形成される。その後、第１コーティング部１２Ｂで紙Ｓの印刷面に水性ニスが塗布され、第１乾燥部１２Ｃで水性ニスが塗布された面（ニスコーティング面）が乾燥された後、連接ユニット１５により後刷り印刷ユニット１３に搬送される。

そして、前述した先刷り印刷ユニット１２での印刷工程と同じように、裏面に印刷が施された紙の表面を印刷面として、後刷り印刷ユニット１３の後刷り印刷部１３Ａで、４色のインキがそれぞれの版胴を介して順に転写された後、第２コーティング部１３Ｂで紙Ｓの印刷面に水性ニスが塗布される。続いて、第２乾燥部１３Ｃでニスコーティング面が乾燥された後、排紙装置１４に排出される。すなわち、この印刷機１０では、紙Ｓの裏面に印刷を施した後、この紙Ｓを反転させることなく、その紙Ｓの表面に印刷を施すことができる。なお、印刷機１０は、紙Ｓの裏面に印刷を施した後、この紙Ｓを反転させてからその紙Ｓの表面に印刷を施すものであってもよい。また、紙の表面、裏面は便宜上の表現であり、特定の面を意味するものではない。次に、本実施形態に係る印刷機用乾燥装置（第１乾燥部１２Ｃ）の構成を詳細に説明する。

図２は、実施形態１に係る印刷機用乾燥装置の構成を示す説明図である。図３は、印刷面と非印刷面とを説明するための概念図である。図４−１〜図４−５は、実施形態１に係る印刷機用乾燥装置が備える第２乾燥胴の構成を示す説明図である。本実施形態の印刷機１０（図１参照）において、先刷り印刷ユニット１２で表面が印刷された紙Ｓは、後刷り印刷ユニット１３へ送られる。このとき、後刷り印刷ユニット１３の印刷圧力により、紙Ｓの水性ニスやインキが後刷り印刷ユニット１３の圧胴１３Ｄに付着して、印刷品質の低下を招くことがある。この対策として、後刷り印刷ユニット１３の圧胴１３Ｄにジャケットと呼ばれる非粘着性のシートを巻き付けて、水性ニスやインキの付着を抑制している。しかし、先刷り印刷ユニット１２から送られる紙Ｓのニスコーティング面の乾燥が十分でないと、水性ニスやインキがジャケットに付着してしまい、光沢の低下等の印刷品質低下を招く。したがって、先刷り印刷ユニット１２から送られる紙Ｓのニスコーティング面は十分に乾燥させる必要がある。

この点について、本発明者らは鋭意研究した結果、次のような解決手段を見出した。すなわち、水性ニスが塗布された紙Ｓを第１乾燥部１２Ｃで乾燥させる際に、水性ニスが塗布された紙Ｓが巻き付けられる乾燥胴の表面を所定の温度に保持し、水性ニスの非塗布面側から加熱することにより、紙Ｓのニスコーティング面の乾燥を促進する。これにより、紙Ｓのニスコーティング面を十分に乾燥させることができるので、ジャケットに対する水性ニスやインキの付着を抑制して、印刷品質低下を抑制することができる。

図２に示すように、インキで画像が形成された紙Ｓは、第１コーティング部１２Ｂのニス圧胴２０Ｐに送られる。そして、ニス圧胴２０Ｐとニス版胴２０Ｎとのニップ部で、水性ニス溜２４内の水性ニスＮが表面に付着したニス版胴２０Ｎから、水性ニスＮが印刷面に塗布される。ここで、図３を用いて、紙Ｓの印刷面と非印刷面について説明する。

先刷り印刷ユニット１２で裏面に印刷された紙Ｓには、画像（図３の「Ｐ」）Ｐが形成され、水性ニスが塗布される。そして、紙Ｓ上の水性ニスは、第１乾燥部１２Ｃで乾燥される。このように、紙Ｓにおいて、水性ニス（印刷液）が塗布されて未乾燥の状態であり、その後に乾燥手段により乾燥される面を印刷面ＳＰ＿Ａといい、印刷面ＳＰ＿Ａの反対面を非印刷面ＳＰ＿Ｂという。後刷り印刷ユニット１３においては、先刷り印刷ユニット１２における非印刷面ＳＰ＿Ｂに印刷され、水性ニスが塗布される。このため、後刷り印刷ユニット１３においては、先刷り印刷ユニット１２における非印刷面ＳＰ＿Ｂが印刷面となり、先刷り印刷ユニット１２における印刷面ＳＰ＿Ａが非印刷面となる。

第１コーティング部１２Ｂで水性ニスＮが塗布された紙Ｓは、ニス圧胴２０Ｐから第１乾燥胴２１を介して第２乾燥胴２２へ移動する。ニス圧胴２０Ｐにおいては、紙Ｓの非印刷面ＳＰ＿Ｂがニス圧胴２０Ｐと接するが、第１乾燥胴２１においては、紙Ｓの印刷面ＳＰ＿Ａの表面が第１乾燥胴２１と接する。そして、第２乾燥胴２２において、紙Ｓの非印刷面ＳＰ＿Ｂが第２乾燥胴２２の表面と接し、紙Ｓの印刷面ＳＰ＿Ａに塗布された水性ニスＮが、第１赤外線照射装置（以下第１ＩＲという）３０Ａで加熱される。これによって、水性ニスＮ中の蒸気が表面に移動する。この蒸気を、蒸気除去手段である熱風供給装置（以下ＨＡという）３１から所定の温度（１００℃〜２００℃）に加熱された熱風を供給することによって除去する。乾燥後の紙Ｓは、第３乾燥胴２３を介して連接ユニット１５（図１参照）へ送られる。

本実施形態では、第２乾燥胴２２を被印刷媒体加熱手段として用い、非印刷面ＳＰ＿Ｂ側から紙Ｓを加熱して、水性ニスＮを乾燥させる。このとき、第２乾燥胴２２の表面が、被印刷媒体である紙Ｓに対する伝熱面２２ｈｔとなる。上述した第１乾燥部１２Ｃの構成から分かるように、被印刷媒体加熱手段である第２乾燥胴２２は、被印刷媒体である紙Ｓの搬送経路上に設けられる。

本実施形態においては、被印刷媒体加熱手段の温度を所定の温度に上昇させて保持する、温度保持手段によって、第２乾燥胴２２の表面を、被印刷媒体である紙Ｓの温度（第２乾燥胴２２に送られる前の温度）よりも高い所定の温度（４０℃〜１００℃程度、好ましくは５０℃〜９０℃）まで上昇させる。そして、第２乾燥胴２２の表面を前記所定の温度に維持するとともに、第１ＩＲ３０Ａによって紙Ｓの印刷面ＳＰ＿Ａ側から水性ニスＮを乾燥させる。また、ＨＡ３１によって、紙Ｓの印刷面ＳＰ＿Ａの表面に移動した蒸気を除去し、水性ニスＮの乾燥をさらに促進する。これによって、紙Ｓのニスコーティング面を十分に乾燥させることができるので、ジャケットに対する水性ニスＮやインキの付着を抑制して、印刷品質低下を抑制することができる。

ここで、第１ＩＲ３０Ａ及び第２赤外線照射装置（以下第２ＩＲという）３０Ｂが被印刷媒体加熱手段の温度保持手段となる。第１ＩＲ３０Ａは、第１乾燥胴２１と第３乾燥胴２３との間に設けられ、この位置から第２乾燥胴２２へ向かって赤外線を放射する。また、第２ＩＲ３０Ｂは、第３乾燥胴２３と第１乾燥胴２１との間に設けられ、この位置から第２乾燥胴２２へ向かって赤外線を放射する。本実施形態に係る印刷機用乾燥装置（第１乾燥部１２Ｃ）は、第１ＩＲ３０Ａ又は第２ＩＲ３０Ｂのうち、少なくとも一方を備えていればよい。

次に、図４−１〜図４−５を用いて、第２乾燥胴２２の構造を説明する。第２乾燥胴２２を金属材料で構成する場合、金属材料の中で熱伝導率の高い銅やアルミニウムあるいは銅合金やアルミニウム合金を用いることが好ましい。図４−１に示すように、第２乾燥胴２２の胴本体２２Ｂは、断熱手段２５を介して第２乾燥胴回転軸２２Ｓにより支持するようにすることが好ましい。これは、第２乾燥胴２２の胴本体２２Ｂは最高１００℃程度にまで昇温するため、断熱手段２５によってこの熱が第２乾燥胴回転軸２２Ｓを介して印刷機１０（図１参照）に伝わることを抑制するためである。断熱手段２５は、例えば、フェノール樹脂や多孔質樹脂のような樹脂系の断熱材料やセラミックスのような無機系の断熱材料等を用いることができる。樹脂系の断熱材料を用いると、第２乾燥胴２２の回転軸方向における熱膨張を断熱手段２５で吸収できるので、より好ましい。

図４−２は、図４−１のＡ−Ａ断面を示す。図４−３は、図４−２におけるＢ部分の拡大図である。図４−２、図４−３に示す第２乾燥胴２２の回転軸に垂直な断面から分かるように、第２乾燥胴２２の胴本体２２Ｂ表面には、赤外線吸収層２２Ａが設けられる。これによって、第１ＩＲ３０Ａあるいは第２ＩＲ３０Ｂから照射される赤外線の吸収効率が向上するので、第２乾燥胴２２の表面の昇温速度を向上させることができる。赤外線吸収層２２Ａは、例えば、塗料や樹脂等を用いることができる。そして、赤外線吸収層２２Ａは、黒色とすることが好ましい。このように、赤外線吸収層２２Ａを輻射率の高い黒色とすれば、さらに効率的に赤外線を吸収して、第２乾燥胴２２を昇温させる際のエネルギー効率を改善し、また、第２乾燥胴２２の昇温速度も向上する。

図４−４は、第２乾燥胴２２の胴本体２２Ｂと赤外線吸収層２２Ａとの間に、断熱層２２ＨＩを設けた例を示す。断熱層２２ＨＩは、例えば多孔質樹脂を用いることができる。このようにすることで、赤外線吸収層２２Ａから胴本体２２Ｂへ逃げる熱を抑制できるので、温度変化に対する赤外線吸収層２２Ａの応答性が向上する。なお、胴本体２２Ｂの熱容量を利用して、第２乾燥胴２２の胴本体２２Ｂから紙Ｓへ熱が移動することによる胴本体２２Ｂの温度低下を抑制してもよい。この場合には、胴本体２２Ｂの熱が赤外線吸収層２２Ａを介して紙Ｓへ伝わるので、胴本体２２Ｂから紙Ｓへの伝熱効率を向上させる観点から、断熱層２２ＨＩは設けない方が好ましい。

図４−５は、第２乾燥胴２２の胴本体２２Ｂと第２乾燥胴回転軸２２Ｓとの間に断熱手段２５ａを介在させる構成を示している。このようにしても、胴本体２２Ｂの熱が第２乾燥胴回転軸２２Ｓを介して印刷機１０（図１参照）に伝わることを抑制することができる。断熱手段２５ａには、上述した断熱手段２５（図４−１参照）と同様の材料を用いることができる。

（第２乾燥胴の第１変形例）
図５は、実施形態１に係る第２乾燥胴の第１変形例の構成を示す断面図である。第１変形例に係る第２乾燥胴２２ａは、胴本体２２Ｂａの内部に熱媒体が通過する熱媒体通路２２ＰＳが胴本体２２Ｂａの周方向に向かって設けられる。そして、熱媒体通路２２ＰＳに熱媒体を通過させて、胴本体２２Ｂａを加熱する。熱媒体としては、蒸気や加熱した空気を用いることができる。このような第２乾燥胴２２ａを用いても、水性ニスが塗布された紙Ｓを、非印刷面ＳＰ＿Ｂ側から加熱することができる。

（第２乾燥胴の第２変形例）
図６−１〜図６−３は、実施形態１に係る第２乾燥胴の第２変形例の構成を示す断面図である。水性ニスＮの乾燥には、紙Ｓの非印刷面ＳＰ＿Ｂ側（水性ニスＮの塗布面とは反対側）から紙Ｓを加熱すること、及びその加熱温度が支配的である。したがって、第２乾燥胴の胴本体全体を加熱する必要は必ずしもない。このため、第２変形例では、第２乾燥胴のうち、紙Ｓと接触する部分（外周側表面）に加熱手段を設ける。

第２変形例に係る第２乾燥胴２２ｂは、胴本体２２Ｂの外周側における表面に、被印刷媒体加熱手段としてシート状ヒータ２２Ｈを設け、このシート状ヒータ２２Ｈによって、水性ニスが塗布された紙Ｓを、非印刷面ＳＰ＿Ｂ側から加熱する。このとき、シート状ヒータ２２Ｈの表面が、被印刷媒体である紙Ｓに対する伝熱面となる。そして、シート状ヒータ２２Ｈの表面温度は、被印刷媒体である紙Ｓの温度（シート状ヒータ２２Ｈと接触する前の温度）よりも高い所定の温度（４０℃〜１００℃程度、好ましくは５０℃〜９０℃）になっている。また、上述した第１乾燥部１２Ｃ（図２参照）の構成から分かるように、第２乾燥胴２２は被印刷媒体である紙Ｓの搬送経路上に設けられるので、第２乾燥胴２２に保持されるシート状ヒータ２２Ｈも、被印刷媒体である紙Ｓの搬送経路上に設けられることになる。

本変形例において、シート状ヒータ２２Ｈには、電気式のヒータを用いることができる。このようなシート状ヒータ２２Ｈとしては、例えば、耐熱性を有する樹脂材料で発熱素子（電熱線や抵抗体等）を被覆して、シート状に成形したものがある。シート状ヒータ２２Ｈは、温度変化に対する応答性が優れている。このため、印刷開始の指令があった場合には、シート状ヒータ２２Ｈを迅速に所定の温度まで昇温させることができるので、印刷指令があってから印刷終了までの時間を短縮できる。また、シート状ヒータ２２Ｈは、それ自体が発熱するため、赤外線等で間接的に胴本体２２Ｂを加熱する方式と比較して発熱効率が高い。このため、エネルギー消費を低減できるという効果も得られる。

さらに、シート状ヒータ２２Ｈに電気式のものを用いる場合には、シート状ヒータ２２Ｈへ入力する電力を調整することにより、シート状ヒータ２２Ｈの温度を容易に制御することができる。また、電気式のものを用いると、シート状ヒータ２２Ｈの発熱量は、これに印加する電力に比例するので、シート状ヒータ２２Ｈの温度制御においては、制御の精度が向上する。

図６−２に、シート状ヒータ２２Ｈの配線例を示す。第２乾燥胴２２ｂの胴本体２２Ｂの外周側表面に取り付けられたヒート状ヒータ２２Ｈは、胴本体２２Ｂの内周側から電力供給用の電線（電力供給線）２６が取り出される。電力供給線２６は、第２乾燥胴回転軸２２Ｓに設けられる電力供給用スリップリング２９ＳＲＡ、２９ＳＲＢに接続されている。また、シート状ヒータ２２Ｈには、シート状ヒータ２２Ｈの温度を測定するヒータ用温度センサ２７が、胴本体２２Ｂの内周側から取り付けられる。ヒータ用温度センサ２７は、第２乾燥胴回転軸２２Ｓに設けられるセンサ用スリップリング２９ＳＲＣに接続される。

電力供給用スリップリング２９ＳＲＡ、２９ＳＲＢには、電源を備えるヒータ制御装置２８に接続された電力供給用ブラシ２９ＢＡ、２９ＢＢが接触する。これによって、静止系に設けられるヒータ制御装置２８から、電力供給用ブラシ２９ＢＡ、２９ＢＢ及び電力供給用スリップリング２９ＳＲＡ、２９ＳＲＢを介して、回転系に設けられるシート状ヒータ２２Ｈへ電力が供給される。また、ヒータ用温度センサ２７は、センサ用スリップリング２９ＳＲＣ及びこれに接触するセンサ用ブラシ２９ＢＣを介してヒータ制御装置２８に接続される。これによって、静止系に設けられるヒータ制御装置２８は、回転系に設けられるヒータ用温度センサ２７の出力を取得することができる。

ヒータ制御装置２８は、ヒータ用温度センサ２７から取得するシート状ヒータ２２Ｈの温度に基づいて、シート状ヒータ２２Ｈに供給する電力を制御して、シート状ヒータ２２Ｈの温度を所定の温度に制御する。ヒータ制御装置２８は、フィードバック制御やフィードフォワード制御、あるいはこれらの制御を切り替えて、シート状ヒータ２２Ｈの温度を制御する。

図６−３は、本変形例に係る第２乾燥胴２２ｂの、回転軸に垂直な断面を示す。図６−３に示すように、胴本体２２Ｂとシート状ヒータ２２Ｈとの間には、断熱材２２ＨＩを介在させることが好ましい。胴本体２２Ｂは、銅やアルミニウム等の金属材料で構成されるが、一般に金属材料は熱伝導率が高いため、シート状ヒータ２２Ｈから発生する熱が胴本体２２Ｂへ伝わりやすくなり、紙Ｓの加熱効率が低下するおそれがあるからである。このため、断熱材２２ＨＩによって、シート状ヒータ２２Ｈから発生する熱が胴本体２２Ｂへ逃げることを抑制する。これによって、紙Ｓの加熱効率が向上するとともに、温度変化指令に対するシート状ヒータ２２Ｈの温度応答性も向上する。断熱材２２ＨＩは、例えば、多孔質の樹脂材料を用いることができる。

以上、本実施形態及びその変形例では、水性ニスやインキ等の印刷液の乾燥において、印刷液が塗布された紙を、乾燥前の印刷液が塗布されている面とは反対側の面から加熱する。これにより、紙に印刷液が塗布された面を十分に乾燥させることができるので、ジャケットに対する印刷液の付着を抑制して、印刷品質低下を抑制することができる。なお、上記説明においては、先刷り印刷ユニットの乾燥装置に本実施形態に係る印刷機用乾燥装置を適用した例を説明したが、後刷りユニットの乾燥装置に本実施形態に係る印刷機用乾燥装置を適用してもよい（以下の実施形態でも同様）。また、本実施形態及びその変形例で開示した構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、上記実施形態１と略同一の構成であるが、第２乾燥胴の冷却手段及び第２乾燥胴の温度（外周側表面温度）調整手段を設け、第２乾燥胴の外周側表面温度を所定の範囲に制御する点が異なる。その他の構成は実施形態１と同様なので、その説明を省略する。

図７は、実施形態２に係る印刷装置の構成を示す全体構成図である。本実施形態に係る印刷機用乾燥装置である第１乾燥部１２Ｃａには、第２乾燥胴２２の冷却手段として、冷却風供給装置３２が設けられている。冷却風供給装置３２は、第１乾燥胴２１と第３乾燥胴２３との間に設けられ、この位置から第２乾燥胴２２へ冷却風を供給する。第２乾燥胴２２の温度が上昇し過ぎた場合には、冷却風供給装置３２から冷却風が第２乾燥胴２２の表面へ吹き付けられて、上昇し過ぎた第２乾燥胴２２の温度を低下させる。なお、冷却風供給装置３２の代わりに、揮発性の高い液体を第２乾燥胴２２へ噴射して、その気化潜熱を利用して第２乾燥胴２２を冷却してもよい。

第２乾燥胴２２の冷却手段である冷却風供給装置３２、第２乾燥胴２２の加熱手段である第１ＩＲ３０Ａは、印刷機用乾燥装置の制御機能を備える印刷機制御装置３５により制御される。また、印刷機制御装置３５は、必要に応じてＨＡ３１を制御する。ここで、第１ＩＲ３０Ａは、赤外線照射装置コントローラ３３を介して制御される。印刷機制御装置３５には、画像表示装置３６が接続されており、印刷状況や紙Ｓの乾燥状況をモニタリングすることができる。

また、印刷機制御装置３５には、第２乾燥胴２２の表面温度を測定するために用いる温度センサ３４が接続される。温度センサ３４は、第１乾燥胴２１と第３乾燥胴２３との間に設けられ、この位置から第２乾燥胴２２の表面温度を測定する。本実施形態において、温度センサ３４は、例えば、赤外線式放射温度計のような非接触式の温度センサが用いられる。しかし、本実施形態に適用できる温度センサ３４はこれに限定されるものではなく、熱電対のような接触式の温度センサを用いてもよい。

温度センサ３４によって取得された第２乾燥胴２２の表面温度は、印刷機制御装置３５に取り込まれる。印刷機制御装置３５は、取得した第２乾燥胴２２の表面温度に基づき、冷却風供給装置３２又は加熱手段である第１ＩＲ３０Ａの少なくとも一方を制御する。印刷機制御装置３５は、フィードバック制御やフィードフォワード制御、あるいはこれらの制御を切り替えて、第２乾燥胴２２の表面温度を制御する。次に、第２乾燥胴２２の表面温度を説明する。

図８は、水性ニスの乾燥に適した温度範囲を示す説明図である。図９は、水性ニスの膜厚と乾燥に適した温度との関係を記述した制御マップの一例を示す説明図である。図８は、紙Ｓの表面に塗布された水性ニスの乾燥レベルＧと、第２乾燥胴２２の表面温度Ｔとの関係を示している。図８の斜線で示す領域が、乾燥レベルＧの良好な領域である。第２乾燥胴２２の表面温度Ｔが低すぎる場合には乾燥不足となって水性ニスのはがれ等が発生し、表面温度Ｔが高すぎる場合には、水性ニスの表面にしわやクラックが発生する。このように、水性ニスの乾燥レベルＧは温度によって変化する。そして、水性ニスの乾燥レベルＧが良好な、第２乾燥胴２２の表面温度の範囲が存在する。

例えば、図８に示すように、紙Ｓに塗布された水性ニスの膜厚がｔ₁である場合、水性ニスの乾燥レベルＧは、Ｔ₁〜Ｔ₂の範囲で良好となる。また、紙Ｓに塗布された水性ニスの膜厚がｔ₂である場合、水性ニスの乾燥レベルＧはＴ₂〜Ｔ₃の範囲で良好となり、紙Ｓに塗布された水性ニスの膜厚がｔ₃である場合、水性ニスの乾燥レベルＧはＴ₃〜Ｔ₄の範囲で良好となる。ここで、ｔ₁＜ｔ₂＜ｔ₃、Ｔ₁＜Ｔ₂＜Ｔ₃＜Ｔ₄である。

このように、水性ニスの乾燥レベルＧは、紙Ｓに塗布される水性ニスの膜厚によっても変化する。図９には、上記関係を、第２乾燥胴２２の表面温度を制御する際に用いる温度制御マップとして記述したものを示す。この温度制御マップ３７は、水性ニスの膜厚と、それに対応する第２乾燥胴２２の表面温度の範囲とが記述されている。図９に示す例では、水性ニスの膜厚が大きくなるにしたがって、第２乾燥胴２２の表面温度は高くなる。

ここで、水性ニス膜厚と第２乾燥胴２２の表面温度との具体的な値について一例を示す。例えば、水性ニス膜厚が１．０μｍ以上１．５μｍ以下の場合、第２乾燥胴２２の表面温度は５０℃以上６５℃以下が好ましい。水性ニス膜厚が１．５μｍよりも大きく２．５μｍ以下の場合、第２乾燥胴２２の表面温度は６５℃よりも大きく８０℃以下が好ましい。また、水性ニス膜厚が２．５μｍよりも大きく３．５μｍ以下の場合、第２乾燥胴２２の表面温度は７５℃以上９０℃以下が好ましい。

印刷時に第２乾燥胴２２の表面温度を制御するにあたり、印刷機制御装置３５は、設定された印刷条件から紙Ｓ上における水性ニスの膜厚を取得する。例えば、印刷速度や気温といった印刷条件との関係で水性ニスの膜厚をマップ化しておき、印刷条件が入力されると、対応する水性ニスの膜厚が得られるようにしておく。そして、印刷機制御装置３５は、得られた水性ニスの膜厚を温度制御マップ３７に与え、対応する第２乾燥胴２２の表面温度の範囲を取得する。この第２乾燥胴２２の表面温度を、水性ニスの膜厚に基づいて設定した前記温度範囲に制御すれば、水性ニスの乾燥状態をさらに良好なものとして、印刷品質低下を抑制することができる。また、被印刷媒体加熱手段である第２乾燥胴２２等の予熱時間を最適に制御することができるので、余分な予熱時間が不要になり、エネルギー消費を抑制できる。さらに、予熱の完了時間を印刷機制御装置３５の画像表示装置３６に表示することにより、作業者が予熱の完了を知ることができる。これによって、印刷準備に要する時間の損失を最小にすることができる。

図１０は、実施形態２に係る印刷機用乾燥装置の制御例を示すフローチャートである。図１０を用いて、実施形態２に係る印刷機用乾燥装置（第１乾燥部１２Ｃａ、図７参照）の制御の一例を説明する。次の説明においては、適宜図１、図７〜図９を参照されたい。印刷を開始する前には、まず印刷機１０（図１）の主電源が投入される（ステップＳ１０１）。印刷機制御装置３５は、主電源の投入を受けて、第２乾燥胴２２を加熱する（ステップＳ１０２）。

印刷機制御装置３５は、温度センサ３４から第２乾燥胴２２の表面温度を取得して、予め設定した所定の待機温度Ｔｐと比較し（ステップＳ１０３）、第２乾燥胴２２の表面温度Ｔが、所定の待機温度Ｔｐ以上になるまで加熱する。これは、実際に印刷が開始された場合には、第２乾燥胴２２の表面温度を必要な温度まで速やかに上昇させるため、印刷命令がある前に、第２乾燥胴２２の表面温度を待機温度Ｔｐに保持するためである。ここで、待機温度Ｔｐは、エネルギー消費を低減する観点から、印刷時において最低限必要な第２乾燥胴２２の表面温度より低い温度としてある。

Ｔ＜Ｔｐである場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、印刷機制御装置３５は、第２乾燥胴２２の加熱を継続する。Ｔ≧Ｔｐである場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、第２乾燥胴２２は十分に予熱されたので、印刷機制御装置３５は、印刷命令があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。このとき、第２乾燥胴２２の昇温が完了したことを印刷機制御装置３５の画像表示装置３６に表示してもよい。これによって、作業者は印刷準備が完了したことを知ることができるので、印刷準備に要する時間の損失を最小にすることができる。

印刷命令がない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、印刷機制御装置３５は、第２乾燥胴２２の表面温度を待機温度Ｔｐ±ΔＴｐに保持して（ステップＳ１１０）、待機モードで印刷命令を待つ（ステップＳ１１１）。このようにすることで、印刷命令があったときには、既に第２乾燥胴２２の表面温度がある程度の温度まで上昇しているので、水性ニスを乾燥させるために必要な温度まで、第２乾燥胴２２の表面温度を迅速に上昇させることができる。これによって、印刷に要する総時間を短縮することができる。

印刷命令がある場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、印刷機制御装置３５へ印刷条件が入力される（ステップＳ１０５）。印刷機制御装置３５は、入力された印刷条件に基づき、この印刷条件に適した第２乾燥胴２２の表面温度を設定し、その表面温度となるように第２乾燥胴２２を加熱する（ステップＳ１０６）。そして、印刷機制御装置３５は、設定した第２乾燥胴２２の表面温度が表面温度になったら印刷を開始して（ステップＳ１０７）、印刷が終了していない場合は（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、印刷が終了するまで印刷を継続する。

印刷が終了したら（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、印刷機制御装置３５は、次の印刷指令があるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。次の印刷指令がある場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０８が実行される。次の印刷指令がない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、印刷機制御装置３５は、第２乾燥胴２２の表面温度を待機温度Ｔｐ±ΔＴｐに保持して（ステップＳ１１０）、待機モードで印刷命令を待つ（ステップＳ１１１）。上記制御により、印刷命令があったときには、既に第２乾燥胴２２の表面温度がある程度の温度まで上昇しているので、第２乾燥胴２２の表面温度を印刷時における表面温度まで迅速に上昇させることができる。これによって、印刷に要する総時間を短縮することができる。

以上、本実施形態では、第２乾燥胴の冷却手段及び第２乾燥胴の外周側表面温度調整手段を設け、第２乾燥胴の外周側表面温度を所定の範囲に制御する。これによって、水性ニスやインキ等の印刷液の乾燥に好適な温度を維持できるので、確実に印刷液を乾燥させて、印刷品質の低下を抑制できる。なお、本実施形態及びその変形例と同様の構成を備えるものは、本実施形態及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。

以上のように、本発明に係る印刷機用乾燥装置及び印刷機は、水性ニスやインキ等の印刷液が塗布された被印刷媒体の乾燥に有用であり、特に、確実に印刷液を乾燥させて、印刷品質の低下を抑制することに適している。

実施形態１に係る印刷装置の構成を示す全体構成図である。 実施形態１に係る印刷機用乾燥装置の構成を示す説明図である。 印刷面と非印刷面とを説明するための概念図である。 実施形態１に係る印刷機用乾燥装置が備える第２乾燥胴の構成を示す説明図である。 実施形態１に係る印刷機用乾燥装置が備える第２乾燥胴の構成を示す説明図である。 実施形態１に係る印刷機用乾燥装置が備える第２乾燥胴の構成を示す説明図である。 実施形態１に係る印刷機用乾燥装置が備える第２乾燥胴の構成を示す説明図である。 実施形態１に係る印刷機用乾燥装置が備える第２乾燥胴の構成を示す説明図である。 実施形態１に係る第２乾燥胴の第１変形例の構成を示す断面図である。 実施形態１に係る第２乾燥胴の第２変形例の構成を示す断面図である。 実施形態１に係る第２乾燥胴の第２変形例の構成を示す断面図である。 実施形態１に係る第２乾燥胴の第２変形例の構成を示す断面図である。 実施形態２に係る印刷装置の構成を示す全体構成図である。 水性ニスの乾燥に適した温度範囲を示す説明図である。 水性ニスの膜厚と乾燥に適した温度との関係を記述した制御マップの一例を示す説明図である。 実施形態２に係る印刷機用乾燥装置の制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 印刷機
１１ 給紙装置
１２ 先刷り印刷ユニット
１２Ａ 先刷り印刷部
１２Ｂ 第１コーティング部
１２Ｃ、１２Ｃａ 第１乾燥部
１３ 後刷り印刷ユニット
１３Ａ 後刷り印刷部
１３Ｂ 第２コーティング部
１３Ｃ 第２乾燥部
１３Ｄ 圧胴
１４ 排紙装置
１５ 連接ユニット
２０Ｎ ニス版胴
２０Ｐ ニス圧胴
２１ 第１乾燥胴
２２Ｈ シート状ヒータ
２２、２２ａ、２２ｂ 第２乾燥胴
２２Ｓ 乾燥胴回転軸
２２Ａ 赤外線吸収層
２２Ｈ 断熱材
２２ＨＩ 断熱層
２２ｈｔ 伝熱面
２２Ｂ、２２Ｂａ 胴本体
２２ＰＳ 熱媒体通路
２３ 第３乾燥胴
２４ 水性ニス溜
２５、２５ａ 断熱手段
２６ 電力供給線
２７ ヒータ用温度センサ
２８ ヒータ制御装置
３０Ａ 第１赤外線照射装置（第１ＩＲ）
３０Ｂ 第２赤外線照射装置（第２ＩＲ）
３２ 冷却風供給装置
３３ 赤外線照射装置コントローラ
３４ 温度センサ
３５ 印刷機制御装置
３６ 画像表示装置
３７ 温度制御マップ
Ｓ 紙
ＳＰ＿Ａ 印刷面
ＳＰ＿Ｂ 非印刷面

Claims (11)

1. 印刷機に備えられ、かつ印刷液が塗布された被印刷媒体を乾燥させるものであり、
   被印刷媒体の搬送経路上に設けられて、乾燥前の印刷液が塗布されている前記被印刷媒体の面とは反対側の面と、前記被印刷媒体の温度よりも高い所定の温度で接触して、前記反対側の面から前記被印刷媒体を加熱することにより、前記被印刷媒体を乾燥させる被印刷媒体加熱手段を備えることを特徴とする印刷機用乾燥装置。
2. 前記所定の温度は、前記被印刷媒体に塗布される前記印刷液の膜厚が大きくなるにしたがって高くなることを特徴とする請求項１に記載の印刷機用乾燥装置。
3. 前記被印刷媒体加熱手段は、赤外線照射装置から照射される赤外線により、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分が加熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷機用乾燥装置。
4. 前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分には、赤外線吸収層が設けられることを特徴とする請求項３に記載の印刷機用乾燥装置。
5. 前記赤外線照射装置は、前記印刷液が塗布された前記被印刷媒体の面に赤外線を照射することにより、前記被印刷媒体に塗布された印刷液を乾燥させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の印刷機用乾燥装置。
6. 前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分は、シート状のヒータで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷機用乾燥装置。
7. 前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の印刷機用乾燥装置。
8. 前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分の温度を測定する温度測定手段を備え、
   前記温度測定手段によって測定された、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分の温度に基づいて、前記被印刷媒体と接触する部分の温度が前記所定の温度になるように制御されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の印刷機用乾燥装置。
9. 前記印刷液から蒸発した蒸気を除去する蒸気除去手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の印刷機用乾燥装置。
10. 前記印刷機が印刷を実行していない間は、前記被印刷媒体加熱手段の前記被印刷媒体と接触する部分が、前記被印刷媒体を加熱する温度よりも低い温度に保持されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の印刷機用乾燥装置。
11. 被印刷媒体の搬送経路に沿って設けられ、前記被印刷媒体に印刷液としてインキを用いて画像を印刷する印刷部と、
    前記被印刷媒体の画像が形成された面に印刷液として水性ニスを塗布するニスコーティング部と、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の印刷機用乾燥装置を備え、前記水性ニスが塗布された被印刷媒体を乾燥させる乾燥部と、
    を含むことを特徴とする印刷機。

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