JP2012020508A - 乾燥ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】熱風を使用して液体塗布層の乾燥を行う乾燥ユニットにおいて、効率良く乾燥させることができ、かつ美しい仕上がりを得られるようにする。
【解決手段】熱風乾燥ユニット６０において、加熱された気体を吹き付けることでシート媒体Ｐを加熱し、前記液体塗布層を乾燥させるにあたって、該熱風乾燥ユニット６０を、複数のノズル６３Ａ，６３Ｂを設けて構成し、それらから放射される気体の温度に差を持たせる。具体的には、上流側の熱風吹き出しノズル６３Ａから熱風を放射する一方、下流側の温風吹き出しノズル６３Ｂからは温風を放射する。これによって、熱風を使用して液体塗布層の乾燥を効率的に行い、温度の低い温風によって表面を硬化させ、美しく仕上げることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば枚葉輪転印刷機のような印刷機において、シート媒体上に塗布されたインクやニス等の液体塗布層を乾燥させるための乾燥ユニットに関する。

紙シート等のシート媒体に油性のインクを用いて画像を形成する枚葉輪転印刷機が汎用されている。一般に、油性インクの完全乾燥には相応の時間を要するため、油性インクで印刷されたシート媒体の表面には水性ニスがコーティングされ、これに乾燥処理を施すことで乾燥時間の短縮及び印刷表層の保護が図られている。従って、この種の枚葉輪転印刷機では、油性インクを用いてシート媒体に印刷処理を施す印刷ユニットと、油性インクが塗布されたシート媒体の表面に水性ニスをコーティングする水性ニス塗布ユニットとを備える（例えば特許文献１参照）。

枚葉輪転印刷機は、さらに、油性インク及び水性ニスからなる印刷液が塗布されたシート媒体に対して乾燥処理を施す乾燥ユニットを備える。乾燥ユニットは、印刷ユニット及び水性ニス塗布ユニットの下流側に配置され、例えば赤外線放射ランプのような熱光源を備える。そして、当該ランプの輻射熱により、その上流から搬送されてくるシート媒体の前記印刷液を乾燥させる（例えば特許文献２参照）。

特開２００８−８７３５４号公報 特開２００４−８２３８９号公報

前記特許文献２には、さらに前記赤外線放射加熱による内側からの乾燥と同時に、エアを吹き付けることで外側からも乾燥させることが示されている。しかしながら、単純にエアを吹き付けても、乾燥効率を大きく改善することは難しく、またシート媒体の表面の仕上がりも良好なものにはならない。

本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであって、シート媒体を効率良く乾燥させることができ、かつ美しい仕上がりを得ることができる乾燥ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る乾燥ユニットは、所定の搬送経路に沿って搬送され、その表面に液体塗布層を備えたシート媒体を乾燥する乾燥ユニットであって、前記搬送経路上に配置され、加熱された気体を前記シート媒体に吹き付ける乾燥手段を備え、前記乾燥手段は、所定の第１温度の気体を放射する第１放射器と、前記第１温度よりも高い第２温度の気体を放射する第２放射器と、を含み、前記第２放射器は、前記第１放射器よりも前記搬送経路の上流側に配置されている（請求項１）。

この構成によれば、表面に液体塗布層を備えたシート媒体に対して、乾燥手段において、加熱された気体を吹き付けることで該シート媒体を加熱し、前記液体塗布層を乾燥させる。前記乾燥手段は、気体を放射する放射器を複数備え、それらから放射される気体の温度に差を持たせる。そして、先ず第２放射器から第２温度の熱風を放射し、次に第１放射器から温度の低い第１温度の気体を放射する。したがって、熱風を使用して液体塗布層の乾燥を効率的に行い、温度の低い第１温度の気体によって表面を硬化させ、美しく仕上げることができる。

上記構成において、前記液体塗布層は、前記シート媒体の表面に、油性インク層と、該油性インク層の上に形成された水性ニス層とを備えてなることが望ましい（請求項２）。

この構成によれば、水性ニス層の表面を美しく仕上げることができる。

上記構成において、前記第１放射器から放射される気体と前記第２放射器から放射される気体とが互いに接近する方向に、前記第１放射器及び第２放射器の気体放出方向が設定されていることが望ましい（請求項３）。

この構成によれば、第１放射器から放射される気体にエアカーテンとしての機能を持たせ、第２放射器からの熱風が周辺装置に拡散することを抑えることができる。

上記構成において、前記第２放射器は前記第２温度の気体を、前記シート媒体の液体塗布層表面の法線方向から放射し、前記第１放射器は前記第１温度の気体を、前記法線に対して傾斜した方向から放射することが望ましい（請求項４）。

この構成によれば、第２放射器からの熱風を、第１放射器からの温風で押し返し、前記エアカーテンとしての機能をより高めることができる。

上記構成において、前記第２温度は、１３０℃以下の温度であることが望ましい（請求項５）。

この構成によれば、１３０℃を超える温度の風を当てても、水性ニス層の乾燥が主であるので、それ以上の乾燥効果が期待できないため、効果的である。

上記構成において、前記搬送経路上に配置され、輻射熱を前記シート媒体に与える輻射熱発生手段をさらに備え、前記輻射熱発生手段は、前記乾燥手段よりも前記搬送経路の上流側、若しくは、前記乾燥手段を挟んで前記搬送経路の上流側及び下流側の双方に配置されていることが望ましい（請求項６）。

この構成によれば、前記乾燥手段による上記の熱風と、輻射熱発生手段による輻射熱との相乗効果によって、より効率的に乾燥を行うことができる。

本発明によれば、液体塗布層を備えたシート媒体に加熱された気体を吹き付ける乾燥手段を備えた乾燥ユニットにおいて、シート媒体を効率良く乾燥させることができ、かつ美しい仕上がりを得ることができる。

枚葉輪転印刷機Ｓの全体構造を概略的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る乾燥ユニットを示す斜視図である。 図２のIII−III線断面図である。 乾燥ユニットの上面図である。 （Ａ）は、セラミックヒータユニット（第１光源）の斜視図、（Ｂ）は、図５（Ａ）の矢印VB方向の矢視図、（Ｃ）は、図５（Ａ）のVC−VC線断面図である。 （Ａ）は、カーボンヒータユニット（第２光源）の斜視図、（Ｂ）は、図６（Ａ）の矢印VIB方向の矢視図、（Ｃ）は、図６（Ａ）のVIC−VIC線断面図である。 （Ａ）は、熱風乾燥ユニットが備えるノズルを示す斜視図、（Ｂ）は、保持具で支持されたノズルの側面図、（Ｃ）は、保持具で支持されたノズルの正面図である。 油性インク層及び水性ニス層を備えたシートを示す断面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、枚葉輪転印刷機Ｓの全体構造を概略的に示す断面図である。枚葉輪転印刷機Ｓは、紙や樹脂フイルム等のシートＰ（シート媒体）を図中矢印Ａの方向に搬送しつつ、当該シートＰに油性インク及び水性ニスを順次塗布し、その後シートの乾燥処理を施す印刷機である。枚葉輪転印刷機Ｓは、給紙装置１１、印刷ユニット１２、水性ニス塗布ユニット１３、乾燥部１４及び排紙装置１５が、シートＰの搬送経路の上流側から下流に向けて、上記の順に配置されてなる。

給紙装置１１は、大量のシートＰの積層体からなる印刷前のシート束Ｐ１を貯留すると共に、このシート束Ｐ１からシートＰを１枚ずつ給紙する装置である。給紙装置１１は、シート束Ｐ１を支持し、上下方向に移動するリフタ１１１を備える。リフタ１１１は、シート束Ｐ１の最上面が所定の給紙位置に位置するよう、その上下動が制御される。シートＰは、給紙装置１１から搬入路１１２を通して印刷ユニット１２内へ導入される。

印刷ユニット１２は、シートＰの表面に、油性インクを用いて印刷処理を行う。本実施形態では、３基の印刷ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが備えられている例を示しているが、印刷ユニットの基数は３基よりも多基としても良い。各印刷ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、刷版が装着されるローラ状の版胴１２１と、版胴１２１の周面に圧接され前記刷版上に形成された画像が転写されるゴム胴１２２と、ゴム胴１２２に圧接されてニップ部を形成し、当該ニップ部を通過するシートＰにゴム胴１２２の画像を印刷させる圧胴１２３と、次段のユニットへシートＰを受け渡す受渡し胴１２４とが備えられている。

水性ニス塗布ユニット１３は、油性インクが塗布されたシートＰの表面に水性ニスを塗布するユニットであって、水性ニスを担持するニス胴１３１と、ニス胴１３１の周面に圧接されるブランケット胴１３２と、ブランケット胴１３２に圧接されてニップ部を形成する圧胴１３３とを備える。シートＰは、ブランケット胴１３２と圧胴１３３とのニップ部に案内され、油性インクが塗布された面の上に水性ニスが塗布される。

乾燥部１４は、後に詳述する乾燥ユニット２０が配置される部位であり、油性インク及び油性インクが塗布されたシートＰの乾燥が行われる部位である。この乾燥部１４において、枚葉輪転印刷機Ｓのハウジングは水平な平坦部１４１を有している。この平坦部１４１は、作業員の作業スペースとして活用される場合がある。

排紙装置１５は、印刷処理及び乾燥処理を終えたシートＰが排紙され、これらをシート束Ｐ２として貯留する装置である。排紙装置１５は、上下方向に移動するリフタ１５１を備え、シートＰは、このリフタ１５１に上方から落下積載される。リフタ１５１は、シート束Ｐ２の積載高さに応じて、その上下動が制御される。

印刷処理後のシートＰは、排紙チェーン１６によって、乾燥ユニット２０を通して排紙装置１５へ搬送される。排紙チェーン１６は、水性ニス塗布ユニット１３の圧胴１３３に近接して配置される第１スプロケット１７と、排紙装置１５のリフタ１５１の直上に配置された第２スプロケット１８との間に、シートＰの幅方向（図１の紙面に垂直な方向）端部に一対で張架されている。

排紙チェーン１６には、水性ニスが塗布された後のシートＰの前端部を把持するくわえ爪１６１が、一定の間隔を置いて取り付けられている（図１では、１つのくわえ爪１６１を図示している）。排紙チェーン１６は、図１の時計方向に周回駆動され、これによりくわえ爪１６１で前端が把持されたシートＰは、乾燥ユニット２０を経由して排紙装置１５まで搬送される。リフタ１５１の上方位置で、くわえ爪１６１によるシートＰの把持は解除され、上方からリフタ１５１にシートＰが落下積載される。このような落下積載を行わせるため、排紙チェーン１６によるシート搬送経路は、乾燥ユニット２０を通過したあと、上方に向かっている。これに合わせ、前記ハウジングは、平坦部１４１に続いて傾斜部１４２が備えられている。

枚葉輪転印刷機Ｓの動作を概説する。給紙装置１１のシート束Ｐ１からシートＰが１枚ずつ繰り出され、該シートＰは搬入路１１２を通して印刷ユニット１２内へ搬入される。このシートＰの表面（上面）に、各印刷ユニット１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃによって、油性インクを用いて版胴１２１の画像が印刷される。続いて、水性ニス塗布ユニット１３によって、シートＰの表面のインク塗布層の上に水性ニスが塗布される。その後、シートＰは、排紙チェーン１６で搬送されつつ、乾燥部１４に配置された乾燥ユニット２０によって、乾燥処理が施される。しかる後、シートＰは、排紙装置１５により機外に排紙され、シート束Ｐ２として貯留される。

図８は、枚葉輪転印刷機Ｓによって処理が施された後のシートＰを示す断面図である。シートＰの表面には、油性インク層１０１と、該油性インク層１０１の上を覆う水性ニス層１０２とが形成されている。

次に、乾燥ユニット２０の詳細構造について説明する。図２は、乾燥ユニット２０の斜視図、図３は、図２のIII−III線断面図、図４は、乾燥ユニット２０の上面図である。乾燥ユニット２０は、保持フレーム２００と、該保持フレーム２００に組み付けられた第１光源ユニット３０、第２光源ユニット４０、保温ユニット５０、熱風乾燥ユニット６０、第３光源ユニット７０及び風冷ユニット８０とを備える。これらのユニット３０〜８０は、シートＰの搬送経路に沿って、搬送上流側から下流側に向けて（矢印Ａの方向）、上記の順に配置されている。

保持フレーム２００は、上流側フレーム２０１と下流側フレーム２０２とを含む。上流側フレーム２０１は、シートＰの搬送経路を挟んで対向して配置される第１フレーム２０１Ａと第２フレーム２０１Ｂとを備える。これらフレーム２０１Ａ、２０１Ｂは、前記搬送経路が延びる方向に長い四角枠状のフレームであり、両者はほぼ同様の形状を備えている。下流側フレーム２０２は、同様にシートＰの搬送経路を挟んで対向して配置される第３フレーム２０２Ａと第４フレーム２０２Ｂとを備え、上流側フレーム２０１の下流端に連接されている。これらフレーム２０２Ａ、２０２Ｂも四角枠状のフレームであって、両者はほぼ同様の形状を備えている。

第１フレーム２０１Ａ及び第３フレーム２０２Ａと、第２フレーム２０１Ｂ及び第４フレーム２０２Ｂとの間には、第１、第２、第３仕切り板２０３、２０４、２０５が取り付けられている。これら仕切り板２０３、２０４、２０５は、薄い平板からなり、乾燥ユニット２０内を上流側空間２０Ａと下流側空間２０Ｂとに区画すると共に、当該乾燥ユニット２０が発する熱が、枚葉輪転印刷機Ｓ内に拡散することを抑止する役目を果たす。

第１仕切り板２０３は、最上流側において第１フレーム２０１Ａと第２フレーム２０１Ｂとの間に架設され、一方、第３仕切り板２０５は、最下流側において第３フレーム２０２Ａと第４フレーム２０２Ｂとの間に架設されている。そして、第２仕切り板２０４は、上流側フレーム２０１と下流側フレーム２０２との境界付近に配置され、上流側空間２０Ａと下流側空間２０Ｂとを区画している。

第１仕切り板２０３は、第１光源ユニット３０及び第２光源ユニット４０が発する輻射熱により生じる暖気が、水性ニス塗布ユニット１３及び印刷ユニット１２が配置されている方向に向かうことを規制する。第２仕切り板２０４は、熱風乾燥ユニット６０及び第３光源ユニット７０が発する熱風及び輻射熱により生じる暖気が、上流側空間２０Ａ（水性ニス塗布ユニット１３及び印刷ユニット１２の配置方向）へ向かうことを規制する。第３仕切り板２０５は、前記熱風及び輻射熱が、排紙装置１５の方向へ向かうことを規制する。

図２では図示を省略しているが、保持フレーム２００の天面及び前記搬送経路と平行な両側面は、枚葉輪転印刷機Ｓ（乾燥部１４）のケーシングで覆われる。このケーシングとしては、金属平板を用いることができる。ここで、前記の両側面を覆うケーシングとして窓部付きの枠フレームを用い、その窓部に透明な樹脂板を嵌め込む構成とすることが望ましい。

第１光源ユニット３０は、遠赤外領域の光をシートＰに照射するユニットであって、乾燥ユニット２０内において、シートＰの搬送経路の最も上流側に配置されている。第１光源ユニット３０が発する光の波長は、２．５μｍ程度以上の領域にピークを有する遠赤外領域の光であり、好ましくは３μｍ〜６μｍ程度の遠赤外光である。本実施形態では、第１光源ユニット３０が、第１、第２、第３セラミックヒータユニット３１、３２、３３の３つのサブユニットから構成されている例を示している。各セラミックヒータユニット３１、３２、３３は同一のユニット構造を有し、シートＰの搬送経路と直交する方向に長い、矩形の筐体構造を備えている。

図５は、第１光源ユニット３０（第１、第２、第３セラミックヒータユニット３１、３２、３３の一つ）を示し、図５（Ａ）は、第１光源ユニット３０の斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の矢印VB方向の矢視図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のVC−VC線断面図である。

第１光源ユニット３０は、一方向に長い直方体からなる筐体３４１と、この筐体３４１内に収容された複数のセラミックヒータ３５とを備える。筐体３４１は、開口した下端部３４１Ｂを有すると共に、その天板に互いに離間して配置された第１空気孔３４２及び第２空気孔３４３を、その側板にケーブル挿通孔３４４をそれぞれ有している。後記で説明するが、第１空気孔３４２及び第２空気孔３４３は、第１光源ユニット３０の冷却のための空気流通路として利用される。図５（Ｃ）に示すように、筐体３４１の下端部３４１Ｂには、セラミックヒータ３５を保持した支持板３４５が、下端部３４１Ｂの開口を塞ぐように嵌入されている。

セラミックヒータ３５は、通電されることで遠赤外光を輻射するヒータ（光源）である。セラミックヒータ３５としては、例えば、通電発熱するニクロム線の蛇行配線体を、アルミナや窒化ケイ素等からなる一対のセラミック平板で挟み、これを焼結処理して一体化して形成された平板状のヒータを用いることができる。図５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、８個の略正方形の単位セラミックヒータ３５が、その輻射面を筐体３４１の開口に露呈した状態で、筐体３４１の長手方向に配列されている例を示している。一実施例を挙げると、単位セラミックヒータ３５として出力＝０．６９ｋＷのものを用い、各々のセラミックヒータユニット３１、３２、３３の出力を０．６９ｋＷ×８個＝５．５２ｋＷに設定することができる。

支持板３４５は、筐体３４１の下端部３４１Ｂ付近に取り付けられており、支持板３４５と筐体３４１の天板との間には略密閉された空間Ｒが存在している。この空間Ｒは、風冷空間として、また、セラミックヒータ３５の配線空間として利用される。支持板３４５の上面側には、各セラミックヒータ３５へ給電を行うための一対のリード電極３５１、３５２が突出している。これらリード電極３５１、３５２の各々は、支持板３４５に固定された絶縁スペーサ３５３で保持されている。図略の通電ケーブルが、ケーブル挿通孔３４４を通して空間Ｒに配線され、その通電ケーブルの端末部がリード電極３５１、３５２の各々に接続される。

第２光源ユニット４０は、近赤外領域の光をシートＰに照射するユニットであって、乾燥ユニット２０内において、第１光源ユニット３０の次段の下流側に配置されている。第１光源ユニット３０が発する光の波長は、１．０μｍ〜３．０μｍ程度以上の領域にピークを有する近赤外領域の光である。本実施形態では、第２光源ユニット４０が、第１、第２、第３、第４カーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４の４つのサブユニットから構成されている例を示している。各カーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４は同一のユニット構造を有し、シートＰの搬送経路と直交する方向に長い、矩形の筐体構造を備えている。

図６は、第２光源ユニット４０（第１、第２、第３、第４カーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４の一つ）を示し、図６（Ａ）は、第２光源ユニット４０の斜視図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の矢印VIB方向の矢視図、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のVIC−VIC線断面図である。

第２光源ユニット４０は、一方向に長い直方体を形成する上部筐体４３１及び下部筐体４３２と、下部筐体４３２に装着された複数のカーボンヒータ４６とを備える。上部筐体４３１は、開口した下端部を有する蓋状の部材であり、その天板に空気孔４３３と、複数のカーボンヒータ４６への通電端子となるコネクタ４３４とを有している。下部筐体４３２は、その上端部４３２Ｔと下端部４３２Ｂが開口した部材であり、上端部４３２Ｔの側は上部筐体４３１で覆われている。一方、下端部４３２Ｂの開口には、カーボンヒータ４６の輻射面が露呈している。

各カーボンヒータ４６は、細長い棒状のヒータエレメント４４と、このヒータエレメント４４の上方に配置された半円筒型のリフレクタ４５とを含む。ヒータエレメント４４は、前記の近赤外線を輻射する光源であって、例えば、炭素系の導電性材料を用いて断面長方形の長尺体に成形して焼結した発熱体と、この発熱体を包囲する石英ガラス管とからなるランプヒータを用いることができる。リフレクタ４５は、ヒータエレメント４４が輻射する近赤外光線を、被照射面（シートＰ）に指向させる部材であり、ヒータエレメント４４の長手方向全長に亘り、その上方部をドーム状に覆う部材である。なお、図示は省略しているが、コネクタ４３４と、各ヒータエレメント４４とを電気的に接続する通電ケーブルが、上部筐体４３１及び下部筐体４３２の内部に配線されている。

本実施形態では、第２光源ユニット４０（第１、第２、第３、第４カーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４の各々）に、３本のカーボンヒータ４６が平行に配置されている例を示している。図６（Ｃ）に示すように、３本のカーボンヒータ４６の長手方向両端部は、下部筐体４３２に備えられた保持板４３２Ｈにて保持されている。一実施例を挙げると、１本のカーボンヒータ４６として出力＝２ｋＷのものを用い、各々のカーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４の出力を２ｋＷ×３本＝６ｋＷに設定することができる。なお、カーボンヒータ４６の側部と、下部筐体４３２の下端部４３２Ｂのエッジとの間には、スリット状の隙間４３２Ｇが備えられている。従って、上部筐体４３１の空気孔４３３から空気流が送り込まれた場合、この隙間４３２Ｇから空気流は筐体外部へ流出することになる。

上記のように、先ず第１光源ユニット３０により印刷処理後のシートＰに遠赤外線が照射され、続いて第２光源ユニット４０により同シートＰに近赤外線が照射されるレイアウトとすることで、次のような利点がある。すなわち、第１光源ユニット３０が輻射する遠赤外線によってシートＰが専ら内部的に加熱され、次いで第２光源ユニット４０が輻射する近赤外線によりシートＰの表層に位置する水性ニス層が乾燥される。

図８を用いて説明すると、第１光源ユニット３０が発する遠赤外領域の光は、印刷処理が施されるシートＰの表面側から照射された場合でも、シートＰの内部まで至り易く、シートＰを内部から加熱するのに有利である。これにより、油性インク層１０１に熱が与えられ、該層の乾燥を促進させることができる。一方、第２光源ユニット４０が発する近赤外領域の光は、水に吸収され易く、水性ニス層１０２を良好に乾燥させることができる。従って、本実施形態のレイアウトであれば、表層に位置する水性ニス層１０２を乾燥させる前に、内層に位置する油性インク層１０１が乾燥される。水性ニス層１０２が先に乾燥して硬化してしまうと、内層の油性インク層１０１を乾燥させ難くなるが、本レイアウトでは先に油性インク層１０１を乾燥させるので、油性インク層１０１及び水性ニス層１０２の双方を良好に乾燥させることができる。

保温ユニット５０は、前記搬送経路上における上述の第２光源ユニット４０と後述する熱風乾燥ユニット６０との間に配置され、第２光源ユニット４０の配置位置を通過した後、熱風乾燥ユニット６０へ向かうシートＰの温度を保温するためのユニットである。保温ユニット５０としては、本実施形態では、第１光源ユニット３０の１つのサブユニット（セラミックヒータユニット３１、３２、３３の一つ）と同一構成を備えるヒータユニットが用いられている例を示している。つまり、保温ユニット５０は、図５（Ａ）〜（Ｃ）で説明したような、筐体３４１及び複数のセラミックヒータ３５を備える。従って、保温ユニット５０は、遠赤外領域の光を、直下を通過するシートＰに照射することで、当該シートＰを加温する。

前述の第１光源ユニット３０及び第２光源ユニット４０は、上流側フレーム２０１に装着されている。一方、保温ユニット５０よりも下流側のユニットは、下流側フレーム２０２に装着されている。ここで、熱風乾燥ユニット６０は、熱風を吹き付ける加熱形式を取るユニットであり、気体を流通させるための配管路等を要するため、レイアウトの都合上、第２光源ユニット４０の直下流に配置することは容易でない。また、第２光源ユニット４０の直下を通過中で表層の乾燥度合いが低い状態のシートＰに、熱風乾燥ユニット６０が発する熱風が及び、水性ニス層１０２の表面状態が乱れることを回避すべき要請もある。このため、第２光源ユニット４０と熱風乾燥ユニット６０との間には、相応の間隔が置かれている。

一方、熱風乾燥ユニット６０に至る前にシートＰの温度が低下することは、熱風による乾燥の効果を低下させるため好ましいとは言えない。そこで、両者間におけるシートＰの保温のため、保温ユニット５０が配置されている。保温ユニット５０の形態は特に限定はなく、セラミックヒータユニットタイプに代えて、例えば第２光源ユニット４０と同様なカーボンヒータユニットタイプのものを採用してもよい。しかし、次段の熱風乾燥ユニット６０ではシートＰの表層部分が専ら乾燥されるので、シートＰを内部的に加熱することができる（油性インク層を加熱できる）、遠赤外線を発生するヒータユニットを用いることが望ましい。

熱風乾燥ユニット６０は、保温ユニット５０の下流側に配置され、シートＰに熱風および温風（加熱された気体）を吹き付けるユニットである。この熱風乾燥ユニット６０は、第１光源ユニット３０及び第２光源ユニット４０によって、ある程度乾燥されたシートＰの表面に熱風および温風を吹き付けることで、水性ニス層の乾燥を一層促進し、乾燥に要する時間をより短縮する目的で配置されている。

熱風乾燥ユニット６０は、ノズルボックス６１とヒータボックス６２とを含む。ノズルボックス６１は、図３に示すように、空気を吹き付けるノズルを収容するもので、ボックス筐体６１１と、このボックス筐体６１１の内部に収容された熱風吹き出しノズル６３Ａ及び温風吹き出しノズル６３Ｂとを備えている。ボックス筐体６１１は、シートＰの搬送経路と直交する方向に長い直方体のケーシングであり、保温ユニット５０と第３光源ユニット７０との間に配置されている。ボックス筐体６１１の下端部６１２は開口しており、ノズル６３Ａ、６３Ｂから吹き出される空気流が、前記開口を通して該ユニット６０の直下を搬送されるシートＰに照射可能とされている。ボックス筐体６１１の天板には、中空円筒体からなる熱風ノズルコネクタ６６１及び温風ノズルコネクタ６７１が各々取り付けられている。

ヒータボックス６２は、図２、図４に示すように、ノズルボックス６１の上部に配置され、ヒータ筐体６２０と、このヒータ筐体６２０の内部に配置された図略の電気ヒータとを備えている。ヒータボックス６２は、熱風吹き出しノズル６３Ａから吐出させる熱風を生成するためのボックスであり、前記電気ヒータはヒータ筐体６２０内に導入された空気を加熱するために備えられている。ヒータ筐体６２０には、空気の入力ポート６２１と、出力ポート６２２とが穿孔されている。

乾燥手段である熱風乾燥ユニット６０は、ノズル６３Ａ、６３Ｂに空気を導くために、Ｔ分岐管６４、第１パイプ６５、第２パイプ６６及び第３パイプ６７を備える。Ｔ分岐管６４は第１ポート６４１、第２ポート６４２及び第３ポート６４３を備え、第１ポート６４１には後記で説明する回収された温風が供給される。第１パイプ６５は、Ｔ分岐管６４の第２ポート６４２とヒータ筐体６２０の入力ポート６２１との間を接続している。第２パイプ６６は、ヒータ筐体６２０の出力ポート６２２とボックス筐体６１１の熱風ノズルコネクタ６６１との間を接続している。第３パイプ６７は、Ｔ分岐管６４の第３ポート６４３とボックス筐体６１１の温風ノズルコネクタ６７１との間を接続している。

このような配管が施されている結果、Ｔ分岐管６４の第１ポート６４１に温風が供給されると、その一部は、第１パイプ６５を通してヒータボックス６２に導入され、ヒータ筐体６２０内の前記電気ヒータで加熱される。この加熱された空気は、第２パイプ６６及び熱風ノズルコネクタ６６１を通して熱風吹き出しノズル６３Ａに導入され、該ノズル６３Ａから熱風として吹き出される。一方、第１ポート６４１に供給された温風の残部は、第３パイプ６７及び温風ノズルコネクタ６７１を通してそのまま温風吹き出しノズル６３Ｂに導入され、該ノズル６３Ｂから温風として吹き出される。

ここで、第１放射器である温風吹き出しノズル６３Ｂから吹き出される温風の温度は、第１温度である３０℃〜７０℃程度である。一方、第２放射器である熱風吹き出しノズル６３Ａから吹き出される熱風の温度は、前記シート媒体Ｐがこの熱風吹き出しノズル６３Ａの下を通過する際の前記水性ニス層１０２の表面温度を超過する温度であり、第２温度である７０℃〜１３０℃程度に設定される。これは、当該表面温度以下の風であれば、上流側の第１光源ユニット３０及び第２光源ユニット４０で与えた乾燥効果が薄れる結果となる一方、例えば１３０℃以上の風を当てても、水性ニス層１０２の乾燥が主であるので、それ以上の乾燥効果が期待できないからである。

前記シート媒体Ｐの搬送方向に対して、上流側に第２放射器である熱風吹き出しノズル６３Ａが、下流側に第１放射器である温風吹き出しノズル６３Ｂが配置されることである。従って、シートＰには、先ず７０℃〜１３０℃程度の熱風が吹き付けられ、続いて３０℃〜７０℃程度の温風が吹き付けられることになる。

続いて、ノズル６３Ａ、６３Ｂの詳細構造を、図７に基づいて説明する。図７（Ａ）は、熱風吹き出しノズル６３Ａの斜視図、図７（Ｂ）は、保持具６８で支持されたノズル６３Ａの側面図、図７（Ｃ）はその正面図である。なお、温風吹き出しノズル６３Ｂも同様の構造である。

ノズル６３Ａは、シートＰの搬送幅（搬送経路と直交する方向の幅）に相当する長さを備えた長尺の中空部材であり、筒状のキャビティ部６３１と、キャビティ部６３１の下端部に連接されたノズル部６３２とを含む。ノズル部６３２の断面幅は、キャビティ部６３１よりも狭幅とされ、その下端部には熱風が吹き出すスリット６３３が備えられている。図示を省略しているが、キャビティ部６３１には、熱風ノズルコネクタ６６１が接続されるインレットが備えられている。また、キャビティ部６３１の側板６３１Ｓには、ノズル６３Ａを揺動させる回動軸となる支軸６３４と、この支軸６３４を挟んで対称に配置された一対のガイド突起６３５とが突設されている。

キャビティ部６３１の両端の側板６３１Ｓは、保持具６８で各々支持される。保持具６８は、ボックス筐体６１１の内部に配置され、支軸６３４を回動自在に軸支する軸支孔６８１と、一対のガイド突起６３５が各々嵌入される一対の円弧ガイド溝６８２が穿孔されている。

キャビティ部６３１の支軸６３４が保持具６８の軸支孔６８１へ、また、一対のガイド突起６３５が一対の円弧ガイド溝６８２にそれぞれ挿入された状態で、図７（Ｂ）に示すように、ノズル６３Ａは支軸６３４の軸回りに回動可能である。これにより、ユーザはノズル部６３２（スリット６３３）の方向を、円弧ガイド溝６８２の溝長の限度において、首振りさせることが可能である。従って、スリット６３３から放射されるスリット状の温風の吹き出し方向を、図中の角度θの範囲で選択することができる。なお、ノズル６３Ａの首振り角度選択後は、図略の固定具でキャビティ部６３１が固定される。

このようなノズル首振り機構を用いて、図３で示すように、上流側の熱風吹き出しノズル６３Ａは、シート媒体Ｐの表面の法線方向から熱風を放射する。一方、下流側の温風吹き出しノズル６３Ｂは、前記法線に対して傾斜した方向から温風を放射する。従って、前記シート媒体Ｐの表面で、それらの熱風と温風とが交差するようになっている。

第３光源ユニット７０は、搬送経路上の熱風乾燥ユニット６０よりも下流側に配置され、近赤外領域の光をシートＰに照射するユニットである。第３光源ユニット７０を熱風乾燥ユニット６０の下流に設けるレイアウトとすることで、熱風乾燥後にさらにシートＰの表層部を、近赤外線により加熱することができる。従って、シートＰの水性ニス層１０２の乾燥性をさらに高めることができ、排紙装置１５においてシート束Ｐ２として積層された際に、水性ニス層１０２の剥がれやシートＰ同士のひっつきを抑止できる。また、熱風乾燥ユニット６０による熱風の放射により水性ニス層１０２の表面が乱れたとしても、これを整えることができるようになる。

本実施形態では、第３光源ユニット７０として、第２光源ユニット４０と同様な構成を有する２つのカーボンヒータユニット、すなわち、第５、第６カーボンヒータユニット７１、７２が用いられている例を示している。これらヒータユニット７１、７２は、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）で説明した第２光源ユニット４０が備える上部筐体４３１及び下部筐体４３２、３組のカーボンヒータ４６、空気孔４３３及びコネクタ４３４等と同様の構成を備えている。

風冷ユニット８０は、シートＰの搬送経路上における最も下流側に配置され、常温又は冷却された気体をシートＰに吹き付けるユニットである。このような風冷ユニット８０を最後段に配置することで、上流側の各ユニット３０〜７０で加熱されたシートＰを冷却することができ、水性ニス層及び油性インク層の安静化を図ることができる。

風冷ユニット８０は、同一構造を備えた第１、第２、第３サブユニット８１、８２、８３から構成されている。各サブユニット８１、８２、８３は、搬送経路と直交する方向に長い直方体であり、その天板の長手方向中央部にはインレット８１１、８２１、８３１が備えられ、底板には図略の吹き出しスリットが設けられている。このスリットから空気が吹き出され、シートＰの印刷面に放射される。

なお、図４に示すように、サブユニット８１、８２、８３は、搬送経路と直交する方向に対して若干傾斜した状態で下流側フレーム２０１に取り付けられている。これは、シートＰの幅方向全長に対して同時にスリット風の吹き付けが行われるとシートＰがバタついてしまうことから、スリット風の照射幅を徐々に増加させるようにするためである。

乾燥ユニット２０はさらに、ユニットの冷却及び熱回収のために、第１エアダクト２１、第２エアダクト２２、第１回収ダクト２３、第２回収ダクト２４及び底部回収ダクト２５を備えている。第１エアダクト２１は、上流側空間２０Ａに配置され、第１光源ユニット３０及び第２光源ユニット４０に冷却風を供給するダクトである。また、第２エアダクト２２は、下流側空間２０Ｂに配置され、保温ユニット５０及び第３光源ユニット７０に冷却風を供給するダクトである。

図３に示すように、第１エアダクト２１は、１つの入気口２１１と、第１光源ユニット３０向けの３つの出気口２１２及び第２光源ユニット４０向けの４つの出気口２１３とを備えている。３つの出気口２１２は各々、第１光源ユニット３０（第１、第２、第３セラミックヒータユニット３１、３２、３３）の筐体３４１に設けられている第１空気孔３４２に連結されている。また、４つの出気口２１３は各々、第２光源ユニット４０（第１、第２、第３、第４カーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４）の上部筐体４３１に設けられている空気孔４３３に連結されている。

第２エアダクト２２は、１つの入気口２２１と、保温ユニット５０向けの１つの出気口２２２と、第３光源ユニット７０向けの２つの出気口２２３を備えている。保温ユニット５０向けの出気口２２２は、保温ユニット５０の筐体に設けられている空気孔に連結されている。また、２つの出気口２２３は各々、第３光源ユニット７０（第５、第６カーボンヒータユニット７１、７２）の上部筐体に設けられている空気孔に連結されている。

第１回収ダクト２３は、上流側空間２０Ａにおける最上流位置の上部に配置され、上流側空間２０Ａ内の暖気を回収するためのダクトである。この配置は、乾燥ユニット２０の上流側方向への暖気の流入を効果的に抑止することを意図したものである。第１回収ダクト２３は、シートＰの搬送経路と直交する方向に長い直方体の形状を備え、暖気を吸い込むためのスリットを有する底板２３Ｂと、吸い込んだ暖気を回収経路に導くためのアウトレット２３１とを含む。

第２回収ダクト２４は、下流側空間２０Ｂにおける最上流位置の上部に配置され、下流側空間２０Ｂ内の暖気を回収するためのダクトである。この配置は、熱風乾燥ユニット６０が発する熱風を効果的に回収することを意図したものである。第２回収ダクト２４は、シートＰの搬送経路と直交する方向に長い直方体の形状を備え、暖気を吸い込むためのスリットを有する底板２４Ｂと、吸い込んだ暖気を回収経路に導くためのアウトレット２４１とを含む。

底部回収ダクト２５は、保持フレーム２００の下方に配置され、第１光源ユニット３０〜第３光源ユニット７０の搬送経路長さに相当する長さ、シート搬送幅に相当する幅を備える筐体である。底部回収ダクト２５は、各ユニット３０〜７０が輻射若しくは放射する熱により生成される暖気を回収する。底部回収ダクト２５の天面２５Ｔには、多数の暖気回収スリットが設けられ、また側板には吸い込んだ暖気を回収経路に導くためのアウトレット２５１（図２）が設けられている。

底部回収ダクト２５と保持フレーム２００との間には、複数本の搬送ガイド２６が備えられている。搬送ガイド２６は搬送経路の方向に長い棒状体であり、一定間隔をおいて平行に配列されている。くわえ爪１６１で前端が把持されたシートＰは、図３に示すように、搬送ガイド２６の上を搬送される。

続いて、主に図４を参照して、冷却風の供給系統及び暖気の回収系統について説明する。乾燥ユニット２０は、第１送気ブロア９１、循環ブロア９２、第２送気ブロア９３及び排気ブロア９４を備えている。

第１送気ブロア９１は、外気を取り入れ、これを第１エアダクト２１及び第２エアダクト２２に向けて送気する。第１送気ブロア９１と第１エアダクト２１の入気口２１１とは第１配管９１１で接続され、また第２エアダクト２２の入気口２２１とは第２配管９１２で接続されている。

第１送気ブロア９１から送られた外気は、出気口２１２及び第１空気孔３４２を通して第１光源ユニット３０の内部へ、また、出気口２１３及び空気孔４３３を通して第２光源ユニット４０の内部へ導入される。第１光源ユニット３０の内部へ導入された外気は、当該ユニット３０が保有する熱と熱交換し、第２空気孔３４３（図５（Ａ）参照）から上流側空間２０Ａ内に放出される。第２光源ユニット４０の内部へ導入された外気は、当該ユニット４０が保有する熱と熱交換し、筐体下端部４３２Ｂの隙間４３２Ｇ（図６（Ｃ）参照）から放出される。

循環ブロア９２は、底部回収ダクト２５で回収された暖気を、熱風乾燥ユニット６０に向けて送気する。循環ブロア９２の入気側と底部回収ダクト２５のアウトレット２５１との間は第３配管９２１で接続され、また出気側とＴ分岐管６４の第１ポート６４１との間は第４配管９２２で接続されている。

循環ブロア９２が駆動されると、底部回収ダクト２５の天面２５Ｔの暖気回収スリットに吸引空気流が生成され、各ユニット３０〜７０の稼動により生成される暖気が第３配管９２１を通して循環ブロア９２に向けて回収される。回収された暖気は、第４配管９２２を通してＴ分岐管６４に送られる。既述の通り、Ｔ分岐管６４に供給された暖気の一部は、ヒータボックス６２を経由することで熱風に変換され、熱風吹き出しノズル６３Ａから吹き出される。また暖気の残部は、そのまま温風として、温風吹き出しノズル６３Ｂから吹き出される。さらに、ノズル６３Ａ及びノズル６３Ｂから吹き出された熱風及び温風は、再び底部回収ダクト２５で回収される。このような暖気の回収・再利用を行う循環系統を設けることにより、エネルギー効率が向上し、熱風乾燥ユニット６０の稼動コストを低減することができる。

第２送気ブロア９３は、外気を取り入れ、これを風冷ユニット８０に向けて送気する。第２送気ブロア９３と各サブユニット８１、８２、８３のインレット８１１、８２１、８３１との間は、第５配管９３１で接続されている。第２送気ブロア９３から送られた外気は、各サブユニット８１、８２、８３の底板に設けられた吹き出しスリットから吹き出され、シートＰの冷却に供される。

排気ブロア９４は、第１回収ダクト２３及び第２回収ダクト２４を通して暖気を回収し、これを外部へ排気させる。排気ブロア９４と第２回収ダクト２４のアウトレット２４１との間は第６配管９４１で接続され、また第１回収ダクト２３のアウトレット２３１との間は第７配管９４２で接続されている。排気ブロア９４の稼動により、第１回収ダクト２３の底板２３Ｂ及び第２回収ダクト２４の底板２４Ｂの各スリットにおいて吸引空気流が生成される。これにより上流側空間２０Ａ及び下流側空間２０Ｂに存在する暖気が排気ブロア９４に向けて回収され、外部へ排気される。

ここで、本件発明者らの実験結果を示す。実験は、第１光源ユニット３０として、第２光源ユニット４０および第３光源ユニット７０と同様のカーボンヒータ４６を用い、保温ユニット５０は省略している。すなわち、カーボンヒータ→カーボンヒータ→熱風→温風→カーボンヒータである。また、熱風乾燥ユニット６０では、下流側のノズル６３Ｂからは３５℃の温風を吹出すこととしている。これに対して、熱風乾燥ユニット６０の上流側のノズル６３Ａからは、１２０℃、１３０℃、１３５℃のそれぞれの熱風を吹き出すこととした。

実験の結果では、先ず１２０℃の熱風の場合、水分計によるシートＰの幅方向中央部付近における水分量は、１１．４％であった。これに対して、１３０℃の熱風では、前記水分量は１０．０％となり、乾燥が促進されていることが理解される。一方、１３５℃の熱風では、前記水分量は９．９％となり、乾燥が促進されているものの、１３０℃の場合と大差なく、前述のように１３０℃を超える温度としてもさほど効果が上がらないことが理解される。

以上説明した本実施形態の乾燥ユニット２０によれば、表面に液体塗布層として油性インク層１０１と水性ニス層１０２とを備えたシート媒体Ｐに対して、乾燥手段である熱風乾燥ユニット６０において、加熱された気体を吹き付けることで該シート媒体Ｐを加熱し、前記液体塗布層を乾燥させる。乾燥ユニット６０は、複数のノズル６３Ａ，６３Ｂを備え、それらから放射される気体の温度に差を持たせる。具体的には、第２放射器である上流側の熱風吹き出しノズル６３Ａから熱風を放射する一方、第１放射器である下流側の温風吹き出しノズル６３Ｂからは温風を放射する。したがって、熱風を使用して液体塗布層の乾燥を効率的に行い、温度の低い温風によって水性ニス層１０２の表面を硬化させ、美しく仕上げることができる。

また、図３で示すように、前記温風吹き出しノズル６３Ｂから放射される温風と前記熱風吹き出しノズル６３Ａから放射される熱風とが互いに接近する方向に、前記温風吹き出しノズル６３Ｂ及び熱風吹き出しノズル６３Ａの気体放出方向を設定している。これにより、温風吹き出しノズル６３Ｂから放射される温風にエアカーテンとしての機能を持たせ、熱風吹き出しノズル６３Ａからの熱風が周辺装置に拡散することを抑えることができる。

また、図３で示すように、上流側の熱風吹き出しノズル６３Ａはシート媒体Ｐの表面の法線方向から熱風を放射し、下流側の温風吹き出しノズル６３Ｂは前記法線に対して傾斜した方向から温風を放射するので、前記熱風吹き出しノズル６３Ａからの熱風を、温風吹き出しノズル６３Ｂからの温風で押し返し、前記エアカーテンとしての機能をより高めることができる。

さらにまた、前記熱風の温度を、１３０℃以下とするので、１３０℃を超える温度の風を当てても、水性ニス層１０２の乾燥が主であるので、それ以上の乾燥効果が期待できないため、効果的である。

また、該熱風乾燥ユニット６０よりも上流側に、輻射熱を前記シート媒体Ｐに与える第１光源ユニット３０、第２光源ユニット４０及び保温ユニット５０をさらに備えるので、該熱風乾燥ユニット６０による上記の熱風と、これらの輻射熱の発生手段による輻射熱との相乗効果によって、より効率的に乾燥を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、遠赤外領域の光をシートＰに照射する第１光源ユニット３０と、近赤外領域の光をシートＰに照射する第２光源ユニット４０とに加え、熱源として、保温ユニット５０、熱風乾燥ユニット６０及び第３光源ユニット７０をさらに備えた乾燥ユニット２０を例示した。これらユニット５０、６０、７０は必要に応じて設ければ良く、例えば、第２光源ユニット４０と熱風乾燥ユニット６０との間が近接させることができる場合は、保温ユニット５０を省いても良い。

（２）上記実施形態では、第１光源ユニット３０として、各々が複数のセラミックヒータ３５を有する第１、第２、第３セラミックヒータユニット３１、３２、３３の３つのサブユニットを、第２光源ユニット４０として各々が複数のカーボンヒータ４６を有する第１、第２、第３、第４カーボンヒータユニット４１、４２、４３、４４の４つのサブユニットの形態で、搬送経路に対向配置させる例を示した。これらは必ずしもサブユニットの形態としなくともよく、単純なフレームに、セラミックヒータ３５やカーボンヒータ４６を組み付ける構成としても良い。

（３）上記実施形態では、遠赤外領域の光を発する光源としてセラミックヒータ３５を、近赤外領域の光を発する光源としてカーボンヒータ４６を例示した。これらは単なる一例であり、例えばセラミックヒータ及びカーボンヒータに代えて、発光波長が遠赤外又は近赤外領域であるハロゲンヒータや石英管ヒータを用いるようにしても良い。

Ｓ 枚葉輪転印刷機
１１ 給紙装置
１２ 印刷ユニット
１３ 水性ニス塗布ユニット
１４ 乾燥部
１５ 排紙装置
１６ 排紙チェーン
２０ 乾燥ユニット
２００ 保持フレーム
２０Ａ 上流側空間
２０Ｂ 下流側空間
２３ 第１回収ダクト
２４ 第２回収ダクト
３０ 第１光源ユニット（第１光源）
３１、３２、３３ 第１、第２、第３セラミックヒータユニット
３５ セラミックヒータ
４０ 第２光源ユニット（第２光源）
４１、４２、４３、４４ 第１、第２、第３、第４カーボンヒータユニット
４６ カーボンヒータ
５０ 保温ユニット（保温手段）
６０ 熱風乾燥ユニット（熱風乾燥手段）
６３Ａ 熱風吹き出しノズル
６３Ｂ 温風吹き出しノズル
７０ 第３光源ユニット（第３光源）
８０ 風冷ユニット
９１ 第１送気ブロア
９２ 循環ブロア
９３ 第１送気ブロア
９４ 排気ブロア
１０１ 油性インク層
１０２ 水性ニス層
Ｐ シート（シート媒体）

Claims (6)

1. 所定の搬送経路に沿って搬送され、その表面に液体塗布層を備えたシート媒体を乾燥する乾燥ユニットであって、
   前記搬送経路上に配置され、加熱された気体を前記シート媒体に吹き付ける乾燥手段を備え、
   前記乾燥手段は、所定の第１温度の気体を放射する第１放射器と、前記第１温度よりも高い第２温度の気体を放射する第２放射器と、を含み、
   前記第２放射器は、前記第１放射器よりも前記搬送経路の上流側に配置されている、乾燥ユニット。
2. 請求項１に記載の乾燥ユニットにおいて、
   前記液体塗布層は、前記シート媒体の表面に、油性インク層と、該油性インク層の上に形成された水性ニス層とを備えてなる、乾燥ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の乾燥ユニットにおいて、
   前記第１放射器から放射される気体と前記第２放射器から放射される気体とが互いに接近する方向に、前記第１放射器及び第２放射器の気体放出方向が設定されている、乾燥ユニット。
4. 請求項３に記載の乾燥ユニットにおいて、
   前記第２放射器は前記第２温度の気体を、前記シート媒体の液体塗布層表面の法線方向から放射し、
   前記第１放射器は前記第１温度の気体を、前記法線に対して傾斜した方向から放射する、乾燥ユニット。
5. 請求項２に記載の乾燥ユニットにおいて、
   前記第２温度は、１３０℃以下の温度である、乾燥ユニット。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の乾燥ユニットにおいて、
   前記搬送経路上に配置され、輻射熱を前記シート媒体に与える輻射熱発生手段をさらに備え、
   前記輻射熱発生手段は、前記乾燥手段よりも前記搬送経路の上流側、若しくは、前記乾燥手段を挟んで前記搬送経路の上流側及び下流側の双方に配置されている、乾燥ユニット。

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