JP2014069573A - 印刷システム及びその乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】
印刷媒体を乾燥させるシステム及び乾燥機を提供する。
【解決手段】
印刷媒体を乾燥させるシステムは、筐体とローラとを有する乾燥機を含んでいる。ローラは筐体内への開口に近接している。ローラの外周が、前記開口の一部を覆っており、覆われない前記開口の部分が、巻取式の印刷媒体のための間隙を有する。この間隙の大きさは、一方側でローラの外周によって画成され、他方側で前記開口の表面によって画成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は印刷分野に関し、特に、印刷媒体上のマーキング材料を乾燥させる乾燥機および印刷システムに関する。

連続紙印刷システムにおいては、１つ又は複数のマーキングエンジンを用いて、マーキング材料（例えば、インク）が巻取式の印刷媒体に当てられる。巻取紙はマーキングエンジンによって乾燥機内へと駆動される。巻取紙が乾燥機内を進行するとき、乾燥機は巻取紙を加熱して巻取紙上のマーキング材料を乾燥させる。高速な印刷速度を可能にするため、巻取紙は印刷システムを横切って素早く移動する。例えば、巻取紙は印刷システム中を１秒に何リニアフィートか進み得る。これが意味することは、乾燥機は、巻取紙を乾燥させるために、印刷所内の大きな空間を占有するか多量の熱を使用するかの何れかでなければならないということである。例えば、多くの乾燥機において、巻取紙のインクを付けられた部分は、乾燥機の全長を何分の１秒かで通過する。

乾燥機が巻取紙に多量の熱を加えるとき、巻取紙に沿って火が着き、乾燥機から火が漏れる虞がある。この問題に対処するため、乾燥機はしばしば、四方を固体の壁で境界付けられたトンネルを使用している。巻取紙はトンネル内を進むにつれて熱くなるが、トンネルは狭い入口を有し、その小ささゆえに、紙が過熱された場合であっても、外部からの酸素の物質移動は、トンネルを介して乾燥機から火が出るには不十分なものである。

図１は、従来の乾燥機ユニット１１０のブロック図である。乾燥機ユニット１１０は、巻取紙１２０がトンネル１１２内を進行するときに巻取紙１２０を加熱するアレイ状の加熱ランプ１１４を含んでいる。図１において、要素１１６は、放射加熱ランプ１１４からの放射熱を指し示している。ローラ１３０及び１４０が、トンネル１１２の通過中に巻取紙１２０をピンと張るよう、乾燥機ユニット１１０を出入りする巻取紙を位置決めする。トンネル１１２は開口１１８を有しており、開口１１８は、乾燥機ユニット１１０内で発火する火がトンネル１１２に沿って乾燥機ユニット１１０の外まで漏れ出るのに十分な酸素を得ることができないほどの狭さである。開口１１８は、乾燥機ユニット１１０の外側まで火が広がることを防止するので、ファイヤエンクロージャ（炎囲い込み）開口として技術的に知られている。

ファイヤエンクロージャ開口は、既存の乾燥機において依然として問題を抱えている。例えば、巻取紙１２０をピンと張った状態に維持するためにローラ１３０及び１４０によって張力が印加されるときであっても、巻取紙１２０はなおも、トンネル１１２内を進むときにスキャン方向に沿って上下へのたわみ（“はためき（フラッピング）”と称する）を被り得る。また、巻取紙は、当てられるマーキング材料からの余分な水分に起因して、処理方向に沿って皺又は縮み（“皺生成（コックリング）”と称する）を示し得る。これは更なる問題を生じさせ得るものである。

図２は、従来の乾燥機ユニットの制約を示すブロック図である。ここでは、乾燥機ユニット１１０について、そのトンネル１１２のみを図示している。図２において、ローラ１３０及び１４０は、それぞれ、点２１０及び２２０で巻取紙１２０のたわみや変形を最小化する。しかしながら、巻取紙１２０は、トンネル１１２内を進むときに、少量だけ上及び／又は下にたわみ得る。当然ながら、たわみ量は、近い方のローラまでの距離、巻取紙自体の物理特性、巻取紙の進行速度、及び巻取紙への張力の大きさに依存する。狭い開口１１８は高さがあまりないので（例えば、ミリメートル高さのみ）、巻取紙１２０は、これらの開口１１８によって形成されるファイヤエンクロージャ開口の天井までたわむことがある（例えば、位置２３０及び２４０にて）。それにより、巻取紙１２０上のマーキング材料が汚されることになる。これは印刷品質を低下させるものであり、望ましくない。

故に、印刷システムの乾燥機の能力を向上させるシステムが依然として望まれる。

ここに記載される実施形態は、乾燥機のファイヤエンクロージャ開口の境界を画成するためにローラを用いる。このようにローラを用いることで、巻取式の印刷媒体がファイヤエンクロージャ開口を通過するときに、印刷媒体のはためき（フラッピング）が防止される。巻取式の印刷媒体がファイヤエンクロージャ開口内を進行するとき、印刷媒体はローラに保持され、故に、実質的なたわみや皺を被りにくい。巻取式の印刷媒体がローラと接触しているとき、ローラ自体の位置での印刷媒体のたわみは略ゼロであるので、印刷媒体がインク付き部分をファイヤエンクロージャ開口に擦り付けてしまうことが非常に起こりにくい。

一実施形態は乾燥機に関する。乾燥機は筐体を有し、該筐体は、巻取式の印刷媒体が該筐体の外部と該筐体の内部との間で進行するための開口を有する。乾燥機は更に、筐体の内部に熱を供給するよう動作する加熱素子と、前記開口に近接した、巻取式の印刷媒体が筐体の内部を進行するときに該印刷媒体をアライメントするローラとを有する。ローラの外周が前記開口の一部を覆っており、覆われない前記開口の部分が巻取式の印刷媒体のための間隙を有する。該間隙の大きさは、一方側でローラの外周によって画成され、他方側で前記開口の表面によって画成される。

他の一実施形態は別の乾燥機に関する。この乾燥機は筐体とローラとを有する。ローラは筐体内への開口に近接し、ローラの外周が前記開口の一部を覆っており、覆われない前記開口の部分が巻取式の印刷媒体のための間隙を有する。該間隙の大きさは、一方側でローラの外周によって画成され、他方側で前記開口の表面によって画成される。

他の一実施形態は印刷システムに関する。このシステムは、連続紙印刷装置と、該印刷装置によってマーキングされた巻取式の印刷媒体を乾燥させるよう動作する印刷システム乾燥機とを有する。乾燥機は、筐体と、該筐体の内部に配置され該筐体内に熱を生成するよう動作する加熱素子とを有する。乾燥機は更に第１のローラを含み、該第１のローラは、筐体に近接して配置され、筐体内への開口の一部を覆い隠すとともに、巻取式の印刷媒体が筐体に入るときに該印刷媒体を位置決めする。覆い隠されない前記開口の部分は、筐体内の火がこの入口を介して筐体から出ることを防止するのに十分な小ささである。乾燥機は更に第２のローラを含み、該第２のローラは、筐体に近接して配置され、筐体内への別の開口の一部を覆い隠すとともに、巻取式の印刷媒体が筐体を出るときに該印刷媒体を位置決めする。覆い隠されない前記別の開口の部分は、筐体内の火がこの出口を介して筐体から出ることを防止するのに十分な小ささである。

その他の例示的な実施形態（例えば、以上の実施形態に関連する方法及びコンピュータ読み取り可能媒体）については後述する。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を例として説明する。全ての図を通して、同じ要素又は同じ種類の要素は同一の参照符号で表す。
従来の乾燥機ユニットの切断側面図を示すブロック図である。 従来の乾燥機ユニットの制約を例示するブロック図である。 例示的な一実施形態における乾燥機ユニットの切断側面図を示すブロック図である。 例示的な一実施形態における乾燥機ユニットの正面図を示すブロック図である。 例示的な一実施形態における更なる機構を実装した乾燥機ユニットを示すブロック図である。

図面及び以下の説明は、本発明の特定の例示実施形態を示すものである。故に、認識されるように、ここには明示あるいは図示されていないが本発明の原理を具現化するものであり且つ本発明の範囲に含まれる様々な構成が、当業者によって考案され得るであろう。また、ここに記載される如何なる例も、本発明の原理を理解する上で助けとなることを意図したものであり、そのような具体的に記載される例及び条件に限定するものとして解釈されるべきでない。従って、本発明は、以下に記載される特定の実施形態又は例に限定されるものではなく、請求項及びそれに均等なものによってのみ限定されるものである。

図３は、例示的な一実施形態における乾燥機ユニット３００の切断側面図を示すブロック図である。乾燥機ユニット３００は、連続紙印刷装置（例えば、図示されない上流の印刷装置）によってマーキングされた、到来する巻取式の印刷媒体を乾燥させるために使用される。

図３によれば、乾燥機ユニット３００は、内部３１２を有する筐体３１０を含んでいる。筐体３１０はまた、その中を巻取式の印刷媒体が進行するための開口３１８を有している。筐体３１０は、例えば絶縁材料と組み合わされた金属又はプラスチックなどの固体材料を有することができ、典型的には、その耐火性（若しくは不燃性）、スペクトル的あるいは熱的な反射率、構造強度などに合わせて選択されることになる。例えば、筐体３１０の内面は、銀めっきされたアルミニウムを有し得る。

アレイ状の加熱素子３１４が筐体３１０内に配置されている。これらの加熱素子３１４は、巻取式の印刷媒体３２０が（例えば、内部３１２内のオープンパス（経路）に沿って）内部３１２を通過するときに、印刷媒体３２０を加熱する。各加熱素子３１４は、放射ヒータ（例えば、加熱ランプ）、高温ガスを内部３１２に入れるための流入口、電気抵抗ヒータ、又はその他の種々の部品を有し得る。要素３１６は、加熱素子３１４からの熱流及び／又は質量流を表している。

巻取紙３２０は、マーキング材料を受容し且つ乾燥機ユニット３００によって乾燥されることが可能な如何なる好適な材料を有していてもよい。例えば、巻取紙３２０は、巻取式の紙を有し得る。一実施形態において、巻取紙３２０は、巻取紙３２０のインクを付けられたウェット側が乾燥処理中にローラ３３０又は３４０と直接的に接触しないような向きにされる。

ローラ３３０及び３４０は、内部３１２を横切って巻取紙３２０が進行するときに巻取紙３２０の位置を定める。例えば、ローラ３３０及び３４０は、自由に回転可能な、あるいは固定された、円筒形の装置を有し得る。ローラ３３０及び３４０は更に、巻取紙３２０に張力を与えることができ、また、乾燥機ユニット３００内で巻取紙３２０を移動させるように外部の力（例えば、モータ）によって駆動され得る。筐体３１０内での進行のために巻取紙３２０を位置付けるときのローラ３３０は、図４にも示されている。

筐体３１０それ自体によって画成される各開口（例えば、開口３１８）の大きさはかなり大きいものである。具体的には、これらの開口は、相当な量の酸素が内部３１２に入ることを可能にするのに十分な大きさである。この物質移動の量は、炎がこれらの開口のうちの一方を介して内部３１２から漏れ出て印刷所に入り込むことを可能にし得るものである。

この問題に対処するため、ローラ３３０及び３４０は各々、筐体３１０の開口の一部を覆う／塞ぐ／遮る／覆い隠す外周を有している。例えば、ローラ３３０は、筐体３１０と組み合わさって、巻取紙３２０が通るための間隙（入口３５０）を形成する。入口３５０のサイズは、一方側で、ローラ３３０の外周によって画成され、他方側で、開口３１８の１つの境界をなす筐体３１０の表面によって画成される。入口３５０は、サイズ（ｄ）的に十分に小さいものであり、火が入口３５０を介して筐体３１０の外側まで進むことを防止する。具体的には、入口３５０は、最小限（すなわち、実質的にゼロ）以上の火が漏れ出ることを可能にするのに十分な酸素の物質移動を許さないものである。ローラ３４０は、筐体３１０と組み合わさって、同様のサイズの出口３６０を形成する。入口３５０の寸法は図４にも示されている。

入口３５０及び出口３６０は十分に小さいサイズ（ｄ）を有するので、乾燥機への酸素の直線流は、単一の開口に沿って火が漏れ出るのを防止するのに十分な小ささである。故に、入口３５０及び出口３６０の間隙は、乾燥機ユニット３００の安全性を向上させるファイヤエンクロージャ開口を形成する。同時に、入口３５０及び出口３６０はローラのすぐ隣に位置しており、ここでは、巻取紙３２０のたわみが最小である（何故なら、巻取紙３２０はこれらの位置で多少なりともローラに固定されている）。これが意味することは、巻取紙３２０が上方にたわんで乾燥機ユニット３００に接触することで、濡れたマーキング材料を汚してしまうようなことがないということである。

ファイヤエンクロージャ開口は、火が筐体３１０から漏れ出ることを防止するような寸法にされる。この理由から、複数のファイヤエンクロージャ開口が組み合わさって筐体３１０内の火が継続するのに十分な酸素を供給し得るにもかかわらず、火はこれらの開口のうちの何れの１つを介しても実質的に漏れ出ることができない。火の漏れは最小であり、火が筐体外部の部品に伝わる可能性は実質的にゼロである。ファイヤエンクロージャ開口については、例えば、Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．によって発行されているＳｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＩＥＣ／ＵＬ ６０９５０−１ アプリケーションガイドラインに更に詳細に記載されている（この文献をここに援用する）。例えば、このような規格は、如何なる長さをも許しながら、ファイヤエンクロージャ開口の高さを１ｍｍ未満に制限していることがある。一実施形態において、ファイヤエンクロージャ開口の高さは巻取紙３２０の厚さに依存し、厚い巻取紙が使用されるときほど、ファイヤエンクロージャ開口は高くされる。例えば、巻取紙３２０が最大で０．２５ｍｍの厚さを有し得る場合、ファイヤエンクロージャ開口は１．５ｍｍ高さにされ得る。場合により、ファイヤエンクロージャ開口は更に高くてもよい（例えば、更には１２ｍｍ高さ）。

図４は、例示的な一実施形態における乾燥機ユニット３００の正面図を示すブロック図である。巻取紙３２０がその進行方向に進んで筐体３１０に入るとき、ローラ３３０が巻取紙３２０を位置決めする。入口３５０のサイズ（ｄ）は非常に小さく（例えば、数ｍｍ）、それにより乾燥機ユニット３００内の火が漏れ出ることが防止される。

更なる一実施形態において、乾燥機ユニットは、微粒子、煙、及び粉塵が乾燥機ユニットの内部から出て行くことを可能にする例えばベントなどの排気口を利用し得る。排気口は、受動的なものであってもよいし、あるいは、乾燥機ユニットの入口又は出口に代えて排気口を介して火及び煙を上方に乾燥機ユニットの外まで引き出す負圧を作り出すためのファン（又はその他の装置）を含んでいてもよい。

更なる一実施形態において、乾燥機ユニットに使用されるローラは、乾燥機ユニットの加熱素子からの直接的な加熱を避けるように位置付けられてもよく、且つ／或いは、ローラが過熱することを防止する熱反射表面を有していてもよい。

更なる一実施形態において、ローラ又は筐体は、入口又は出口のサイズを変更するように調整可能に位置付けられ得る。これは、一部の巻取紙がその他の巻取紙より厚い場合に望ましいものとなり得る。例えば、乾燥機からの熱によってローラが膨張する（そして、それにより、対応する入口又は出口のサイズを縮小する）場合に、この変化を不具にするようにローラの位置が変更されるよう、ローラは調整可能に位置付けられ得る。

図５は、例示的な一実施形態における更なる機構を実装した乾燥機ユニット５００を示すブロック図である。図５によれば、乾燥機ユニット５００の筐体５８０は、ローラ５３０によって部分的に覆われた開口５１８を有している。開口５１８のこの独特な形状により、巻取紙５２０は円弧状に形成された間隙入口５５０に入る。この円弧は紙面に垂直な深さを有する。この曲線状の間隙入口５５０は、一方側で、筐体５８０の湾曲表面によって画成され、他方側で、ローラ５３０の外周の湾曲部（角度θをなす湾曲部分）によって画成されている。同様に、間隙出口５６０が筐体５８０とローラ５４０とによって形成されている。これらの円弧状の間隙は、それらをファイヤエンクロージャ開口の規格に準拠したものに維持する厚さ（例えば、１ｍｍ）を有し得る。

図５において、乾燥機ユニット５００の表面は、内部５１２からの熱を、ローラ５３０及び５４０から遠ざけて、巻取紙５２０に戻すように反射する反射素子を含んでいる。ローラ５３０及び５４０は、加熱素子５１４によって直に加熱されないように位置付けられている。また、内部５１２の反射素子は、反射した熱がローラ５３０又は５４０ではなく巻取紙５２０に当たるように位置付けられている。

この実施形態において、乾燥機ユニット５００は更に、過剰な熱を導いて乾燥機５００の外に排出する排気口５７０を含んでいる。これは、間隙の位置に、空気を外部から乾燥機内に引き込む圧力勾配を作り出すように作用し、火が何れかの間隙を介して内部から出て行く可能性を低減する。

ここでは具体的な実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれらの具体的な実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、以下の請求項及びそれに均等なものによって定められるものである。

３００、５００ 乾燥機ユニット
３１０、５８０ 筐体
３１２、５１２ 筐体の内部
３１４、５１４ 加熱素子
３２０、５２０ 巻取式の印刷媒体
３３０、３４０、５３０、５４０ ローラ
３１８、５１８ 開口
３５０、５５０ 入口（間隙）
３６０、５６０ 出口（間隙）
５７０ 排気口

Claims (20)

1. 巻取式印刷媒体が当該筐体の外部と当該筐体の内部との間で進行するための開口を有する筐体と、
   前記内部に熱を供給するよう動作する加熱素子と、
   前記開口に近接し、前記巻取式印刷媒体が前記内部を進行するときに前記巻取式印刷媒体をアライメントするローラであり、当該ローラの外周が前記開口の一部を覆っており、覆われない前記開口の部分が前記巻取式印刷媒体のための間隙を有する、ローラと
   を有し、
   前記間隙の大きさが、一方側で前記ローラの外周によって画成され、他方側で前記開口の表面によって画成される、
   乾燥機。
2. 前記間隙は、１２ｍｍ未満の高さのファイヤエンクロージャ開口を有する、請求項１に記載の乾燥機。
3. 前記間隙は、一方側で前記筐体の湾曲表面によって形成され、他方側で前記ローラの外周の湾曲部によって形成された円弧を有する、請求項１に記載の乾燥機。
4. 前記筐体は更に排気口を有し、該排気口は、前記内部から前記間隙を介して火が出る可能性を低減するよう、前記内部から空気を除去して、前記間隙の位置に、前記間隙の外側から前記内部に空気を引き込む圧力勾配を作り出すよう動作する、請求項１に記載の乾燥機。
5. 前記ローラは、実質的に熱反射性の表面を有する、請求項１に記載の乾燥機。
6. 前記内部は更に、前記加熱素子から前記ローラ上への直接的な熱放射を防止するように位置付けられた熱反射素子を有する、請求項１に記載の乾燥機。
7. 前記ローラは、前記間隙の前記大きさの変更を可能にするよう、調整可能に位置付けられる、請求項１に記載の乾燥機。
8. 前記間隙の前記大きさは、Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｓａｆｅｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＩＥＣ／ＵＬ ６０９５０−１ アプリケーションガイドラインに準拠する、請求項１に記載の乾燥機。
9. 筐体と、
   前記筐体内への開口に近接するローラであり、当該ローラの外周が前記開口の一部を覆っており、覆われない前記開口の部分が巻取式印刷媒体のための間隙を有する、ローラと
   を有し、
   前記間隙が、一方側で前記ローラの外周によって画成される大きさを有する、
   乾燥機。
10. 前記間隙は、１２ｍｍ未満の高さのファイヤエンクロージャ開口を有する、請求項９に記載の乾燥機。
11. 前記間隙は、一方側で前記筐体の湾曲表面によって形成され、他方側で前記ローラの外周の湾曲部によって形成された円弧を有する、請求項９に記載の乾燥機。
12. 連続紙印刷装置と、
    前記印刷装置によってマーキングされた巻取式印刷媒体を乾燥させるよう動作する印刷システム乾燥機と
    を有し、
    前記乾燥機は、
    筐体と、
    前記筐体の内部に配置され、前記筐体内に熱を生成するよう動作する加熱素子と、
    前記筐体に近接して配置され、前記筐体内への開口の一部を覆い隠すとともに、前記巻取式印刷媒体が前記筐体に入るときに前記巻取式印刷媒体を位置決めする第１のローラであり、覆い隠されない前記開口の部分は、前記筐体内の火が前記開口を介して前記筐体から出ることを防止するのに十分な小ささである、第１のローラと、
    前記筐体に近接して配置され、前記筐体内への別の開口の一部を覆い隠すとともに、前記巻取式印刷媒体が前記筐体を出るときに前記巻取式印刷媒体を位置決めする第２のローラであり、覆い隠されない前記別の開口の部分は、前記筐体内の火が前記別の開口を介して前記筐体から出ることを防止するのに十分な小ささである、第２のローラと
    を有する、
    システム。
13. 前記覆い隠されない前記開口の部分は、前記第１のローラの外周と前記筐体の表面と２よって境界付けられる、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記覆い隠されない前記開口の部分は、一方側で前記筐体の湾曲表面によって形成され、他方側で前記第１のローラの外周の湾曲部によって形成された円弧を有する、請求項１２に記載のシステム。
15. 前記筐体は更に排気口を有し、該排気口は、前記筐体の前記内部から空気を除去し、それにより、前記開口の位置に、外側から前記筐体の前記内部に空気を引き込む圧力勾配を作り出すよう動作する、請求項１２に記載のシステム。
16. 前記第１のローラは、実質的に熱反射性の表面を有する、請求項１２に記載のシステム。
17. 前記内部は更に、前記加熱素子から前記第１のローラ上への直接的な熱放射を防止するように位置付けられた熱反射素子を有する、請求項１２に記載のシステム。
18. 前記加熱素子は放射加熱ランプを有する、請求項１２に記載のシステム。
19. 前記第１のローラは、前記覆い隠されない前記開口の部分の前記大きさの変更を可能にするよう、調整可能に位置付けられる、請求項１２に記載のシステム。
20. 前記第１のローラは更に、当該ローラの熱膨張を補償するために前記覆い隠されない前記開口の部分の前記大きさの増大を可能にするよう、調整可能に位置付けられる、請求項１９に記載のシステム。

Images