(57)【要約】【課題】被処理物の種類や状態に応じた適切な出力で放電灯を制御することが可能な光処理装置を提供する。【解決手段】印刷開始前に対照表にて印刷用紙Ｗの種類と各駆動部５０のインク種類から対応する指定番号をそれぞれ選択し、それらの指定番号をタッチパネル４２にて確定操作を行うと、メモリ４３から各関数データが読み出されて駆動部５０に伝送される。例えば１台目の紫外線照射ユニット３０Ａの駆動部５０は、ａインク時の駆動信号Ｓ−印加電圧の関数に基づきランプ３１の出力レベルを制御する。２台目（３０Ｂ）であれば、ｂインク時の駆動信号Ｓ−印加電圧の関数に基づきランプ３１の出力レベルを制御する（以下、説明省略）。これにより、各ランプ３１は、各印刷ユニット１２により塗布されたインクを硬化乾燥させるのに十分な出力レベルで点灯動作させることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ライン上に搬送される被処理物に対して放電灯により光を照射する光処理装置であって、
前記搬送ラインからの搬送速度に応じた速度信号を受ける速度信号取得手段と、
前記搬送ラインの各搬送速度に対して望ましいと予め定められた前記放電灯の出力のパターンが、前記被処理物の種類や状態に対応付けられて複数パターン記憶される記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記複数のパターンのなかから前記被処理物の種類や状態に基づき対応するパターンを選択可能なパターン選択手段と、
前記パターン選択手段にて選択されたパターンに基づき、前記速度信号取得手段にて受ける前記速度信号に応じて前記放電灯への印加電圧を制御する放電灯制御手段とを備えていることを特徴とする光処理装置。
【請求項２】
前記放電灯、前記速度信号取得手段及び前記放電灯制御手段を有する複数の光照射ユニットと、前記記憶手段及び前記パターン選択手段を有するコントロールユニットと、少なくとも前記コントロールユニットから前記各光照射ユニットへのデータ伝送が可能なデータ伝送手段とを備えてなり、
前記パターン選択手段は、前記各光照射ユニットに対応付けてパターン選択可能とされ、
前記データ伝送手段によって、前記コントロールユニットの前記パターン選択手段にて選択された各パターンのデータをそれに対応する各光照射ユニットの前記放電灯制御手段に伝送するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送ライン上に搬送される被処理物に対して放電灯により光を照射する光処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光処理装置の一例としては、印刷機用の紫外線照射装置が挙げられる。これは、例えば紫外線硬化形インク（以下、この欄において単に「インク」という）を使用した印刷機において印刷用紙上のインクを硬化乾燥させるために用いられる（下記特許文献１参照）。具体的には、同文献に示すように、紫外線照射装置は、印刷用紙の搬送方向に沿って配列された各色用の印刷ユニットの直後にそれぞれ配置されており、各印刷ユニットによって印刷用紙上に塗布されたインクに対して紫外線を照射させて硬化乾燥させるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１９８８４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、印刷用紙に塗布された上記インクは、それに含有される顔料や印刷用紙に塗布される量（厚み）によって、同じ量の紫外線を照射させた場合における硬化スピードが異なる。また、印刷用紙の材質によっては紫外線ランプによる照射熱の影響を受け易いものもある。従って、それらの事情に応じて各紫外線ランプの出力レベルを調整する必要がある。また、印刷機において印刷速度が変えられたときには、その印刷速度によって各紫外線ランプの出力レベルを調整する必要がある。ところが、上述した従来の紫外線照射装置では、上記印刷条件（インク、紙、印刷速度）に応じた各ランプの出力を作業者の勘で設定するしかなく、その設定作業の負担が大きく、しかも作業者の勘であるために適切な出力に設定されずに十分に硬化乾燥がされないといった問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、被処理物の種類や状態に応じた適切な出力で放電灯を制御することが可能な光処理装置を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る光処理装置は、搬送ライン上に搬送される被処理物に対して放電灯により光を照射する光処理装置であって、搬送ラインからの搬送速度に応じた速度信号を受ける速度信号取得手段と、搬送ラインの各搬送速度に対して望ましいと予め定められた放電灯の出力のパターンが、被処理物の種類や状態に対応付けられて複数パターン記憶される記憶手段と、記憶手段に記憶された複数のパターンのなかから被処理物の種類や状態に基づき対応するパターンを選択可能なパターン選択手段と、パターン選択手段にて選択されたパターンに基づき、速度信号取得手段にて受ける速度信号に応じて放電灯への印加電圧を制御する放電灯制御手段とを備えているところに特徴を有する。
なお、本発明でいう「被処理物の種類」には、例えば被処理物自体の材質、色や形状等の相違によって分けられたものが含まれる。また、「被処理物の状態」とは、被処理物に所定の処理がなされる場合に、その処理による被処理物の状態をいい、例えば被処理物表面に印刷が施される場合には、塗布される印刷用インクの顔料、成分や塗布量（印刷膜の厚さ）等の相違によって区別されるそれぞれの状態が含まれる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光処理装置において、放電灯、速度信号取得手段及び放電灯制御手段を有する複数の光照射ユニットと、記憶手段及びパターン選択手段を有するコントロールユニットと、少なくともコントロールユニットから各光照射ユニットへのデータ伝送が可能なデータ伝送手段とを備えてなり、パターン選択手段は、各光照射ユニットに対応付けてパターン選択可能とされ、データ伝送手段によって、コントロールユニットのパターン選択手段にて選択された各パターンのデータをそれに対応する各光照射ユニットの放電灯制御手段に伝送するように構成されているところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
本構成によれば、記憶手段には、搬送ラインの各搬送速度に対して望ましいと予め定められた放電灯の出力のパターンが、被処理物の種類や状態に対応付けられて複数パターン記憶される。そして、それら複数のパターンのなかから被処理物の種類や状態に対応するパターンをパターン選択手段にて選択する。すると、放電灯制御手段によって、その選択されたパターンに基づき、速度信号取得手段にて受ける速度信号に応じて放電灯への印加電圧が制御される。
従って、上記複数の各パターンを、被処理物の種類、状態に対して適切な出力パターンにしておくことで、被処理物の種類や状態に応じて放電灯を適切な出力に制御することが可能になる。しかも、被処理物の搬送速度が変わる場合でも、それに伴って速度信号取得手段が受ける速度信号が変化し、やはり上記選択されたパターンに基づき変化後の速度信号に対応する適切なレベルの印加電圧が放電灯に与えられ、これにより被処理物の搬送速度変化に対しても適切な出力で放電灯を制御することができる。
【０００９】
＜請求項２の発明＞
本構成によれば、１つのコントロールユニットにおいて各光照射ユニット毎にパターンを選択し、その選択されたパターンをそれぞれに対応する光照射ユニットの放電灯制御手段に伝送できるから、複数の光照射ユニットへのパターン設定を効率よく行うことができる。また、各光照射ユニット毎に上記記憶手段及びパターン設定手段を設ける必要がないから各光照射ユニット部分及び装置全体の小型化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について、印刷機１０に内蔵された紫外線照射装置を例に挙げて図１ないし図７を参照しつつ説明する。
【００１１】
印刷機１０は、例えば複数のローラを備えた搬送ライン１１によって送られる帯状の印刷用紙Ｗ（本発明の「被処理物」に相当）に対して、紫外線硬化型のインク（以下、単に「インク」という）を用いて多色刷り印刷を行うもので、図１には、その全体構成の概要図が示されている。同図に示すように、印刷機１０は、印刷用紙Ｗの搬送経路に沿って所定間隔隔てて配列された例えば１０台の印刷ユニット１２と、それら各印刷ユニット１２の直後にそれぞれ配置された１０台の紫外線照射ユニット３０（本発明の「光照射ユニット」に相当）と、コントロールユニット４０とを備えて構成されている。
なお、以下の説明では、１０台の印刷ユニット１２を区別する場合には、印刷用紙Ｗの搬送方向（同図上、矢印で示した方向）の配列順に１台目に符号１２Ａ，２台目に符号１２Ｂ．．．１０台目に符号１２Ｊを付けして説明する。また、１０台の紫外線照射ユニット３０を区別する場合も同様に、印刷用紙Ｗの搬送方向の配列順に１台目に符号３０Ａ，２台目に符号３０Ｂ．．．１０台目に符号３０Ｊを付けして説明する。
【００１２】
まず、印刷用紙Ｗに印刷を行うための構成について説明する。本実施形態では、１０台の印刷ユニット１２には、例えば１台目（１２Ａ）から順にａインク、ｂインク．．．ｊインクがセットされている。なお、これらのａインクからｊインクは例えば互いに異なる色になっていて、同一レベルの紫外線を照射した場合における硬化スピードが異なる。コントロールユニット４０は、例えば予め設定された印刷速度に応じた駆動信号Ｓ（本発明の「速度信号」に相当。例えば０〜１０［ｖ］）を搬送ライン１１に与えてローラを回転させて印刷用紙Ｗの搬送速度を制御するとともに、上記１０台の印刷ユニット１２を順次駆動させていく印刷制御部（図示せず）を備えている。この印刷制御部の所定の制御によって、印刷用紙Ｗが間欠的に移動し、その印刷対象部分に上記１０台の印刷ユニット１２のそれぞれの色のインクによる印刷が順次施されていくようになっている。
【００１３】
次に、各印刷ユニット１２により印刷用紙Ｗ上に塗布されたインクを硬化乾燥させる紫外線照射装置の構成について説明する。図２にはこのための構成概要図が示されている。
同図に示すように、上記各紫外線照射ユニット３０は、本発明の「放電灯」に相当する紫外線ランプ（以下、「ランプ３１」）を収容した照射部３２と、主として上記ランプ３１に電圧を印加して点灯させる駆動部５０（本発明の「放電灯制御手段」及び「速度信号取得手段」に相当）とからなる。このうち照射部３２は、全体として下方に開口した箱状のケース３３内に上記ランプ３１を収容してなる。ケース３３の開口方向（図２において下方）におけるランプ３１の後方（同図において上方）には一対の反射鏡３４，３４が配置されており、ランプ３１から後方に出射された光を開口側に反射させるようになっている。
【００１４】
更に、一対の反射鏡３４，３４の背後には、ランプ３１周辺の空気を引き込んでケース３３の閉塞端側に貫通形成された通気孔３３Ａを介して外部に放出する冷却ファン３５が設けられている。また、ケース３３内において開口側近傍には、ランプ３１から開口部側に向う紫外線を遮光できるよう一対のシャッター板３６，３６がいわゆる観音開き状に開閉可能に設けられている。なお、この一対のシャッター板３６，３６は、例えばコントロールユニット４０からの所定のタイミングで出力される印刷開始信号に同期して一斉に開くようになっている。
【００１５】
一方、駆動部５０は、後述するように、コントロールユニット４０から伝送される関数データ及び印刷制御部から与えられる上記駆動信号Ｓレベルに基づいてランプ３１に電圧を印加して点灯動作を制御するとともに、冷却ファン３５を駆動制御する。
【００１６】
一方、コントロールユニット４０には、ＣＰＵ４１、タッチパネル４２、メモリ４３と通信制御部４４とが備えられている。このうちメモリ４３には、印刷制御部から搬送ライン１１に与えられる上記駆動信号Ｓレベル（例えば０〜１０［ｖ］）とランプ３１への印加電圧レベルとの対応関係を示す複数パターンの関数データが、印刷用紙Ｗの種類（Ａ〜Ｃ）及びインクの種類（ａ〜ｊ）に対応付けられて記憶されている。図３〜５には、例えば搬送ライン１１の各搬送速度下において、印刷ユニット１２によって各種の印刷用紙Ｗ上に塗布されたインクを、その直後に配された紫外線照射ユニット３０で硬化乾燥させるのに要するランプ３１への印加電圧レベルを実験的に求めてグラフ化したものが示されている。
【００１７】
例えば印刷用紙ＷがＡ紙であるとき、図３に示すように、ａインクでは駆動信号Ｓレベルが０［ｖ］から１［ｖ］間で印加電圧は直線的に増加傾向にあり、１［ｖ］以上で印加電圧は前記基準電圧に対して１００％となる。ｂインクでは駆動信号Ｓレベルが０［ｖ］から２［ｖ］間で印加電圧は同じく直線的に増加傾向にあり、２［ｖ］以上で印加電圧は基準電圧に対して１００％となる。以下、ｃインクからｊインクになるに従って駆動信号Ｓレベルに対する印加電圧のレベル変化の勾配が緩やかになっている。なお、Ｂ紙及びＣ紙については、図４，５に示す通りであり、印加電圧が２０％から１００％まで増加する勾配がＡ紙の場合（線形）とは異なり非線形になっている。
メモリ４３に記憶される複数パターンの関数データは、上記図３〜５に示す実験結果に基づき定められたものである。
【００１８】
タッチパネル４２は、上記メモリ４３に記憶された複数パターンの関数データから１つのパターンを、使用する紙の種類（Ａ〜Ｃ）と、インクの種類（ａ〜ｊ）との組合せに基づき選択するためのものである。本実施形態では、例えば図６に示すように、印刷条件と関数データを示す指定番号との対照表が用紙されている。この対照表は、例えば縦項目の紙の種類（Ａ，Ｂ，Ｃ）と、横項目のインクの種類（ａ〜ｊ）との組合せからそれに対応する関数データの指定番号（０１〜３０）を見つけることができるようになっている。そして、これらの各指定番号は上記メモリ４３内に記憶された各関数データに対応付けられており、例えば図７（Ａ）に示すようにタッチパネル４２に表示されるパターン選択画面において各駆動部５０毎に指定番号の入力を行うことで各駆動部５０での関数データを選択することができる。そして、所定の確定操作が行われると、通信制御部４４によって各駆動部５０に関数データが伝送される。
【００１９】
ここで、本発明の「データ伝送手段」に相当する構成について説明する。各駆動部５０は、それぞれ固有のアドレスが割りつけられるとともに上記コントロールユニット４０に連なる一対の信号線Ｌに接続されている。コントロールユニット４０側で指定アドレスを順次変更して各駆動部５０を周回するように巡りつつデータのシリアル伝送を行うことで、コントロールユニット４０と駆動部５０との間でデータのやり取りができるようになっている。
【００２０】
具体的には、コントロールユニット４０のタッチパネル４２上で確定操作がされると、ＣＰＵ４１は、そのタッチパネル４２に入力された各指定番号のそれぞれに対応する関数データをメモリ４３から読み出す。そして、ＣＰＵ４１は、各駆動部５０のアドレスデータに対し、選択された上記各関数データが割り付けられて構成されるシリアルデータを生成し、所定のタイミングで信号線Ｌに出力する。
【００２１】
一方、駆動部５０には、例えばディップスイッチからなるアドレス設定部と、データ授受部とが備えられている（いずれも図示せず）。データ授受部は、コントロールユニット４０から伝送される上記シリアルデータのうちアドレス設定部にて設定されたアドレスに割り付けられた関数データだけを取り込む。それとともに、データ授受部は、例えば同アドレスデータに対して現時点のランプ３１への印加電圧データを割り付けて信号線Ｌに出力しコントロールユニット４０に与えるよう動作する。
【００２２】
以上のような構成によって、各駆動部５０は、コントロールユニット４０からタッチパネル４２で選択された関数データを受け取るとともに、コントロールユニット４０に対して現時点の印加電圧データを随時与えるようになっている。また、印刷制御部から搬送ライン１１に与えられる駆動信号Ｓは、各駆動部５０にも与えられ、搬送ライン１１の搬送速度変化が即時的に伝えられるようになっている。駆動部５０は、例えば上記印刷開始信号を待つ所定の待機状態下ではランプ３１に対して前記基準電圧の２０％の電圧を印加する。次いで印刷開始信号を受けると、コントロールユニット４０から送られた関数データに基づき上記駆動信号Ｓの現在レベルに対応する印加電圧を求めてランプ３１に印加する。なお、それと同時に、本実施形態では、駆動部５０は、ランプ３１への印加電圧レベルに応じた回転速度で冷却ファン３５を回転駆動させる。
【００２３】
また、図７（Ｂ）には、上記確定操作後のタッチパネル４２の画面を示したもので、例えば紫外線照射ユニット３０毎に、その指定番号と、現時点のランプ３１の出力レベル状態とが示されている。
【００２４】
このような構成によれば、まず印刷開始前に、上記対照表にて、使用される印刷用紙Ｗの種類、及び、各駆動部５０のインク種類から対応する指定番号をそれぞれ選択し、それらの指定番号をタッチパネル４２にて入力確定操作を行う。例えば使用する印刷用紙ＷがＡ紙で、インクが１台目の印刷ユニット１２Ａから順にａインク、ｂインク．．．である場合には、タッチパネル４２画面上において１台目（１２Ａ）から順に、０１，０２，０３．．．１０を入力することになる。すると、各関数データが駆動部５０にセットされて、例えば１台目の紫外線照射ユニット３０Ａの駆動部５０は、図３上でａインク時の駆動信号Ｓ−印加電圧の関数に基づきランプ３１の出力レベルを制御する。２台目（３０Ｂ）であれば、図３上でｂインク時の駆動信号Ｓ−印加電圧の関数に基づきランプ３１の出力レベルを制御する（以下、説明省略）。これにより、各ランプ３１は、各印刷ユニット１２により塗布されたインクを硬化乾燥させるのに十分な出力レベルで点灯動作させることができる。
【００２５】
しかも、印刷機１０の印刷処理速度変化に伴って搬送速度が変化したときでも、それに応じて上記駆動信号Ｓレベルが変化し、各駆動部５０の印加電圧も上記関数に基づき変化し、やはり塗布されたインクを硬化乾燥させるのに適当な出力レベルでランプ３１を点灯動作させることができる。また、これらの点灯制御のための設定は、上述したように１つのタッチパネルにて印刷用紙やインクの種類に関する入力操作を行うだけで作業者の勘等に任せることなく容易かつ正確に行うができる。
【００２６】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、本発明を紫外線照射装置に適用した例を説明したが、これに限らず、例えばＵＶ洗浄装置や紫外線殺菌装置等に適用することで本発明の効果を得ることができる。更に、紫外線ランプに限られず、それ以外の放電灯（アーク灯、グロー放電灯、蛍光放電灯等）により光を照射する装置であってもよい。
【００２７】
（２）上記実施形態では、ランプ３１を冷却させる手段として冷却ファン３５による空冷式を用いたものとしたが、これに限らず、水冷式や、空冷かつ水冷式のものであってもよい。
（３）また、冷却ファン３５は、ランプ３１への印加電圧に応じた回転速度で連動駆動させる構成としたが、ランプの出力制御とは独立的に制御する構成であってもよい。
【００２８】
（４）上記実施形態では、データ伝送手段としてシリアル伝送によるものとしたが、これに限らず、コントロールユニット４０と各駆動部５０とを複数の信号線でそれぞれ接続してパラレル伝送を行う構成であってもよい。
（５）パターン選択手段としては、指定番号入力ではなく、タッチパネルに対して紙の種類とインクの種類とを入力させることで対応する関数データが選択できる構成であってもよい。
【００２９】
（６）上記実施形態では、紫外線照射ユニット３０は、各印刷ユニット１２毎に設けた構成としたが、これに限らず、例えば複数の印刷ユニット１２毎に１台、或いは、最後の印刷ユニット１２Ｊの直後に１台だけ設けた構成であってもよい。
（７）上記実施形態では、コントロールユニット４０から各駆動部５０へは関数データが伝送される構成としたが、これに限らず、コントロールユニット４０側で関数データと上記駆動信号Ｓレベルに基づき各駆動部５０での印加電圧を求めて、それら印加電圧データのみを信号線を介して随時各駆動部５０に伝送して制御する構成であってもよい（請求項１の発明に含まれる構成）。
【００３０】
（８）また、各駆動部５０側に複数パターンの関数データを記憶する一方で、コントロールユニット側４０はタッチパネル４２で指定された印刷条件（印刷用紙やインクの種類等）に関するデータを伝送するようにして、駆動部５０には伝送された印刷条件データに基づき対応する関数データを選択してランプ３１の点灯出力制御を行う構成であってもよい（請求項１の発明に含まれる構成）。
（９）関数データについては、印刷用紙の種類やインクの種類だけでなく、印刷用紙へのインクの塗布量に対応したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷機の全体概要図
【図２】そのインク硬化乾燥のための構成を示した概要図
【図３】駆動信号レベルと印加電圧レベルとの関係を示したグラフ（Ａ紙の場合）
【図４】駆動信号レベルと印加電圧レベルとの関係を示したグラフ（Ｂ紙の場合）
【図５】駆動信号レベルと印加電圧レベルとの関係を示したグラフ（Ｃ紙の場合）
【図６】印刷条件と関数データの指定番号との対照表
【図７】タッチパネル４２の表示画面
【符号の説明】
３０（Ａ〜Ｊ）…紫外線照射ユニット（光照射ユニット）
３１…ランプ（放電灯）
４０…コントロールユニット
４１…ＣＰＵ
４２…タッチパネル（パターン選択手段）
４３…メモリ（記憶手段）
４４…通信制御部
５０…駆動部（放電灯制御手段）
Ｌ…信号線
Ｓ…駆動信号（速度信号）
Ｗ…印刷用紙（被処理物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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