JP6062885B2

JP6062885B2 - 巻紙印刷機

Info

Publication number: JP6062885B2
Application number: JP2014125127A
Authority: JP
Inventors: 石川　明; 明石川
Original assignee: Komori Corp
Current assignee: Komori Corp
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: JP2014205358A

Description

本発明は、巻紙印刷機に関するものである。

従来の巻紙印刷機としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。これを図５を用いて説明する。巻紙印刷機２０１は、給紙装置２と、二つの印刷ユニット４，５と、加熱乾燥型の乾燥装置６と、冷却装置７と、折機８とを備える。このような構成において、ロール状に巻かれたウェブ３は給紙装置２から印刷ユニット４，５に送り出され両面に印刷が施される。印刷が施されたウェブ３は乾燥機６内で熱風に晒されてウェブ３上に印刷されたインキが乾燥される。すなわち、熱風に晒されることによりインキの溶剤が蒸発してインキが紙に固定される。その後、ウェブ３は冷却装置７内においてチルローラと呼ばれる内部に冷却水が通水されるシリンダ７ａないし７ｄに巻き付けられることにより冷却され、折機８においてウェブ３は断裁および折りの加工が施されて排出される。

また、枚葉印刷機においては、紫外線硬化型インキまたはニスを用いてシートに印刷またはコーティングし、このシートに対してＵＶランプにより紫外線を照射させて、紫外線硬化型インキまたはニスを硬化させる印刷またはコーティング方法が公知である（例えば特許文献２参照）。

近年、省エネルギーで環境負荷が少ない印刷またはコーティング方法が開発されている。これは、従来のＵＶランプに替えてＵＶ波長を発生させる発光ダイオード（ＬＥＤ−ＵＶ）により紫外線硬化型インキまたは紫外線硬化型ニスを硬化させるものである（例えば、特許文献３参照）。

特開２００８−３０８３４１号公報特開昭５４−１２３３０５号公報特開２００８−３０７８９１号公報

上述した特許文献１に示された巻紙印刷機においては、加熱蒸発乾燥型（ヒートセット型）と呼ばれているインキを用いて印刷を行い、このインキを加熱乾燥型の乾燥装置を用いて乾燥させる方式、すなわち熱風によりインキ中の溶剤を強制的に蒸発・除去してウェブに固定させる方式である。巻紙印刷機は枚葉印刷機と比較して印刷速度が速いため、確実にインキを乾燥させるためには大型の乾燥装置が必要になり、印刷機全体が大型化し、設置するために大きなスペースが必要となるだけでなく、乾燥装置を作動させるために大量のエネルギーを消費するという問題があった。

また、特許文献２，３に示された枚葉印刷機においては、発光ダイオード（ＬＥＤ−ＵＶ）から発せられる波長の領域幅が極めて狭い範囲（例えば３７０ｎｍ−３８０ｎｍ）であるため、この発光ダイオードから照射される光によって硬化されるインキまたはニスも、この狭い範囲の波長の光に反応するもののみしか使用することができないという問題があった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、印刷機全体を小型化するとともに、省エネルギーで環境負荷が少ない巻紙印刷機を提供するところにある。

この目的を達成するために、本発明は、ウェブに対して印刷を施す巻紙印刷機において、ウェブを送り出す給紙装置と、ウェブの両面に対して高反応型インキまたは高反応型ニスを転写する転写装置と、ウェブの一方の面に光を照射してウェブの一方の面に転写された前記高反応型インキまたは高反応型ニスを硬化させる一方面用の光照射装置と、ウェブの他方の面に光を照射してウェブの他方の面に転写された前記高反応型インキまたは高反応型ニスを硬化させる他方面用の光照射装置と、前記高反応型インキまたは高反応型ニスが硬化されたウェブに断裁および折りの加工を施して排出する折機とを備え、前記一方面用の光照射装置および前記他方面用の光照射装置はオゾンレスランプを備えるとともに光照射エネルギーが小さい低出力であり波長の２６０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の下限から３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲の上限までの広範囲の波長の光を照射し、前記高反応型インキまたは高反応型ニスは、前記一方面用の光照射装置および前記他方面用の光照射装置から照射される広範囲の波長の範囲内の特定の波長で硬化し、加熱乾燥型の乾燥装置、内部に冷却水が通水されウェブが巻き付けられた状態で冷却するチルローラ、およびオゾン処理のための処理装置を備えないことを特徴とするものである。

本発明は、前記発明において、前記一方面用および前記他方面用の光照射装置によりウェブの一方の面および他方の面に照射される光の波長は、２７０ｎｍ〜４００ｎｍであることを特徴とするものである。

本発明によれば、光照射エネルギーが小さい低出力であり波長の２６０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の下限から３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲の上限までの広範囲の波長の光により硬化する高反応型インキまたは高反応型ニスを用いたことにより、これらインキまたはニスが迅速に硬化するため、従来のように大型の加熱乾燥型の乾燥装置、内部に冷却水が通水されウェブが巻き付けられた状態で冷却するチルローラ、およびオゾン処理のための処理装置を必要としないから印刷機全体の小型化を図ることができる。また、低出力のオゾンレスランプを使用しても、高反応型インキが充分に硬化するため、オゾンレス、省エネルギーとなるので、環境に配慮した印刷またはコーティングシステムを構築することができる。また、低出力のオゾンレスランプの使用により、熱の発生が規制されるため冷却装置が不要になるとともに、ダクトや周辺装置が不要となるため省スペースとなる。また、インキ業界においては、ＬＥＤ−ＵＶのように限定された波長の制限の中で開発する必要がなく、オゾンレスランプから出力される広範囲の波長の中から任意の波長で迅速に硬化するものを開発すればよいから、インキ本来の使命である印刷品質が良好なものを開発することができる。

前記発明のうちの一つの発明によれば、一方面用および前記他方面用の光照射装置によりウェブの一方の面および他方の面に照射される光の波長は、２７０ｎｍ〜４００ｎｍであるので、高反応型インキまたは高反応型ニスを従来の狭い範囲の特定の波長だけでなく、広い範囲の波長の中の特定の波長の光に反応するインキから選択できるため、インキの選択肢が拡がる。

本発明に係る巻紙印刷機の側面図である。本発明に係る巻紙印刷機に採用した光照射装置の構造を説明するための断面図である。本発明に係る巻紙印刷機に採用したオゾンレスランプから照射される光の波長の分布を示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す側面図である。従来の巻紙印刷機の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
〔実施の形態１〕

先ず、図１ないし図３を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。この第１の実施の形態において、上述した図５に示す従来技術において説明した同一または同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。

ウェブ３に対して高反応型インキを転写する転写装置としての各印刷ユニット４，５には、一方の面を印刷する印刷ユニット４Ａ，５Ａと、他方の面を印刷する印刷ユニット４Ｂ，５Ｂとを備えている。これら各印刷ユニット４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂには、版胴１１Ａ，１１Ｂに高反応型転写液体としての高反応型インキを供給する従来から広く知られているインキ装置１２Ａ，１２Ｂが備えられている。

ここで、高反応型インキとは、後述する光照射装置１５Ａ，１５Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂからの小さい光照射エネルギーで硬化するＵＶインキのことをいい、高反応型ＵＶインキ、高感度型インキ、高感度型ＵＶインキともいう。換言すれば、光照射エネルギーが大きいオゾン発生領域の波長の光を必要とせずに、迅速に硬化するＵＶインキのことをいう。この高反応型インキは、その反応する波長が光照射装置１５Ａ，１５Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂから照射される光の波長の範囲の中であれば、例えばＬＥＤから照射される光のように単一の波長で反応するものでもよく、範囲をもった波長で反応するものでもよい。

各印刷ユニット４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂには、版胴１１Ａ，１１Ｂに湿し水を供給する従来から広く知られている給紙装置１３Ａ，１３Ｂが備えられている。この給紙装置１３Ａ，１３Ｂは、互いに接触して連結された少なくとも４本のローラを備え、これら四本のローラのうち互いに接触する一対のローラが逆スリップするように回転駆動されている。

このように互いに接触する一対のローラが逆スリップするように回転駆動されることにより、これらローラの接触点において必要最小限で一定量の湿し水が下流側の一方のローラに転移されるため、版胴１１Ａ，１１Ｂに装着された刷版の版面には、インキに対して最適量の湿し水が供給され、インキ装置１２Ａ，１２Ｂから版面に供給される高反応型インキの過乳化を規制することができる。

１５Ａ，１５Ｂはオゾンレスランプとしての光照射装置であって、一方の光照射装置１５Ａは、印刷ユニット４Ａ，５Ａによってウェブ３の一方の面に印刷された高反応型インキを硬化させる一方面オゾンレスランプとしての光照射装置を形成している。また、他方の光照射装置１５Ｂは、印刷ユニット４Ｂ，５Ｂによってウェブ３の他方の面に印刷された高反応型インキを硬化させる他方面オゾンレスランプとしての光照射装置を形成している。

これら光照射装置１５Ａ，１５Ｂは、共に同じ構造を有しているので、ここでは光照射装置１５Ａについてのみ詳細に説明し、必要に応じて光照射装置１５Ｂについても説明する。光照射装置１５Ａは、図２に示すように一面に照射口１６が開口された箱状の筺体１７を備えており、この筺体１７の中央部にオゾンレスＵＶランプ１８が固定され、このオゾンレスＵＶランプ１８から照射される光は、反射ミラー１９，１９に反射して照射口１６から照射される。

オゾンレスＵＶランプ１８は、放電ランプとしてのＵＶランプの発光管に使用されている石英ガラスに少量の不純物を含ませた石英を用いたものであって、この石英によってオゾン発生領域の波長の光を吸収させてオゾンの発生を規制したものである。すなわち、本発明のオゾンレスＵＶランプ１８から照射される光には、図３に示すように、オゾン発生波長である２５４ｎｍを含むオゾン発生領域（波長が２７０ｎｍ以下）の波長は含まれていない。これに対して、メタルハライドランプから照射される光には、オゾン発生領域の波長が含まれている。また、ＬＥＤから照射される光には、オゾン発生領域の波長は含まれていないが、波長が３７０ｎｍ〜３８０ｎｍでの狭い波長領域内の光のみが照射されている。

光照射装置１５Ａの照射口１６にはカットフィルタ２０が設けられており、このカットフィルタ２０はオゾンレスＵＶランプ１８から照射される光のうち、熱発生領域の波長（図３において波長４００ｎｍ以上の波長）を吸収する。したがって、光照射装置１５Ａの照射口１６から照射される光は、オゾン発生領域の波長および熱発生領域の波長を除いた波長「２７０ｎｍ〜４００ｎｍ」の範囲の光が照射される。

なお、本実施の形態のオゾンレスＵＶランプ１８は、放電ランプとしてＵＶランプを用いた例を示したが、ここでのオゾンレスランプは、発光体としてＬＥＤを用いることなく、ネオン、キセノン等の気体や水銀、ナトリウム、スカンジウム等の金属蒸気あるいはこれらの混合気体中の放電によって発光する放電ランプを備え、放電ランプを有する光照射装置からオゾンを発生させる波長を含まない光を照射する光照射装置のことをいう。

また、本実施の形態では、オゾンレスＵＶランプ１８自体から照射される光がオゾン発生領域の波長を含まないようにしたが、カットフィルタ２０によって、熱発生領域の波長を吸収するだけではなく、オゾン発生領域の波長を吸収するようにしてもよく、その場合は、オゾンレスＵＶランプ１８をそのまま用いてもよいし、オゾンレスＵＶランプ１８に替えてオゾンを発生させる波長を含む光を照射する放電ランプを用いてもよい。また、熱発生領域の波長を吸収する必要がない場合は、照射口１６に設けたカットフィルタ２０は使わずに、オゾンレスＵＶランプ１８から照射される光をそのままを照射口１６から照射するようにしてもよい。

また、光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光の波長を「２７０ｎｍ〜４００ｎｍ」の範囲と設定したが、これは、光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光の波長が、必ずしもこの波長範囲の全域にあるということではなく、この波長範囲内における任意の範囲の波長でもよく、要は波長の下限が「２６０ｎｍ〜３００ｎｍ」の範囲であり、上限が「３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ」の範囲であればよい。このように、光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光の波長を「２７０ｎｍ〜４００ｎｍ」の広い範囲と設定したことにより、上記した高反応型インキを、従来の狭い範囲の特定の波長だけでなく、広い範囲の波長の中の特定の波長の光に反応するインキから選択できるため、インキの選択枝が拡がる。

次に、このように構成された巻紙印刷機１において、ウェブ３の両面に印刷された高反応型インキを光照射装置１５Ａ，１５Ｂによって硬化させる方法について説明する。図１において、給紙装置２から印刷ユニット４に送り出されたウェブ３は、各印刷ユニット４Ａ，４Ｂのゴム胴１４Ａ，１４Ｂの間を通過するときに両面に印刷が施され、さらに、印刷ユニット５の各印刷ユニット５Ａ，５Ｂのゴム胴１４Ａ，１４Ｂの間を通過するときに両面に印刷が施される。

印刷ユニット４，５で両面が印刷されたウェブ３は、光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光によって、両面に印刷された高反応型インキが硬化される。このとき、光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光はオゾンを発生させる波長を含まない光であるため、オゾンを処理するための処理装置が不要になる。また、光照射エネルギーが小さい低出力のオゾンレスランプを使用するため、従来必要としていた冷却装置が不要になるから省スペースおよび省エネルギーを実現することが可能になる。また、高反応型インキを用いたことにより、これらインキが迅速に硬化するため、従来必要としていた大型の加熱乾燥型の乾燥装置が不要になるから印刷機全体の小型化を図ることができる。

また、インキ業界においては、ＬＥＤ−ＵＶ用のインキのように限定された波長の制限の中で開発する必要がなく、オゾンレスランプから出力される広範囲の波長の中から任意の波長で迅速に硬化するものを開発すればよいから、インキ本来の使命である印刷品質が良好なものを開発することができる。また、ユーザーにおいては、ＬＥＤ−ＵＶ用のインキは勿論、その他の高反応型インキも使用できるため、選択枝が増えて印刷物に最適なインキを使用することができる。

また、給水装置１３Ａ，１３Ｂを構成している四本のローラのうち、互いに接触している一対のローラが逆スリップするように回転駆動されることにより、これら両ローラの接触点において必要最小限で一定量の水量の湿し水が一方のローラに転移されるため、版胴１１Ａ，１１Ｂに装着された刷版の版面に、最適量の湿し水が供給され、インキ装置１２Ａ，１２Ｂから版面に供給される高反応型インキの過乳化を規制することができる。このように、高反応型インキの過乳化を規制することができるため、高反応型インキの乳化状態を最適な状態とすることができ、小さい光照射エネルギーのオゾンレスＵＶランプ１８による照射でも、高反応型インキを確実に硬化させることができる。

また、オゾンレスＵＶランプ１８の光のうち、熱発生領域の波長を除去したことにより、ウェブ３に与える熱を低減させることができるため、ウェブ３の熱変形を防ぎ、品質を向上させることができる。光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光によって、両面に印刷された高反応型インキが硬化されたウェブ３は、折機８において断裁および折りの加工が施されて排出される。
〔実施の形態２〕

次に、図４を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。

この第２の実施の形態においては、光照射装置１５Ａ，１５Ｂの他に、必要に応じて光照射装置１５Ａ，１５Ｂと同じ構造を有する光照射装置１１５Ａ，１１５Ｂを印刷ユニット４と印刷ユニット５との間に設けたものである。このように構成されていることにより、印刷ユニット４の各印刷ユニット４Ａ，４Ｂによって両面を印刷されたウェブ３は、光照射装置１１５Ａ，１１５Ｂから照射される光によって、両面に印刷された高反応型インキが硬化される。次いで、印刷ユニット５の各印刷ユニット５Ａ，５Ｂによって両面を印刷されたウェブ３は、光照射装置１５Ａ，１５Ｂから照射される光によって、両面に印刷された高反応型インキが硬化される。

なお、本実施の形態においては、ウェブ３に高反応型インキを印刷する方法を説明したが、ウェブ３に対してオゾンレスＵＶランプ１８から照射される小さい光照射エネルギーで硬化する高反応型転写液体としての高反応型ニスをコーティングするコーティングユニットまたはコーティング装置に適用してもよい。また、光照射装置を一対または二対設けた例を説明したが、必要に応じて三対以上設けるようにしてもよい。

１，１０１，２０１…巻紙印刷機、２…給紙装置、３…ウェブ、４，５…印刷ユニット、６…乾燥装置、７…冷却装置、８…折機、１１Ａ，１１Ｂ…版胴、１２Ａ，１２Ｂ…インキ装置、１３Ａ，１３Ｂ…給水装置、１５Ａ，１５Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂ…光照射装置、１８…オゾンレスランプ、２０…カットフィルタ。

Claims

ウェブに対して印刷を施す巻紙印刷機において、
ウェブを送り出す給紙装置と、
ウェブの両面に対して高反応型インキまたは高反応型ニスを転写する転写装置と、
ウェブの一方の面に光を照射してウェブの一方の面に転写された前記高反応型インキまたは高反応型ニスを硬化させる一方面用の光照射装置と、
ウェブの他方の面に光を照射してウェブの他方の面に転写された前記高反応型インキまたは高反応型ニスを硬化させる他方面用の光照射装置と、
前記高反応型インキまたは高反応型ニスが硬化されたウェブに断裁および折りの加工を施して排出する折機とを備え、
前記一方面用の光照射装置および前記他方面用の光照射装置はオゾンレスランプを備えるとともに光照射エネルギーが小さい低出力でありオゾンレスランプによるオゾン発生領域の波長を含まない２７０ｎｍの波長範囲の下限から熱発生領域の波長を除いた４００ｎｍの波長範囲の上限までの全波長領域にわたる広範囲の波長の光を照射し、
前記高反応型インキまたは高反応型ニスは、前記一方面用の光照射装置および前記他方面用の光照射装置から照射される２７０ｎｍ〜４００ｎｍまでの全波長領域にわたる広範囲の波長の範囲内の特定の波長で硬化し、
加熱乾燥型の乾燥装置、内部に冷却水が通水されウェブが巻き付けられた状態で冷却するチルローラ、およびオゾン処理のための処理装置を備えないことを特徴とする巻紙印刷機。