(57)【要約】【課題】印刷物を効率的に乾燥することができる印刷機を提供する。【解決手段】本発明の印刷機は、基材１の一方の面に印刷を行う印刷手段２０ａ〜２０ｆと、基材１に印刷された印刷物２を乾燥する乾燥手段３０ａ〜３０ｆと、印刷手段２０ａ〜２０ｆおよび印刷手段２０ａ〜２０ｆから乾燥手段３０ａ〜３０ｆに基材１を案内する案内手段４０と、からなる印刷機において、印刷手段２０ａ〜２０ｆと乾燥手段３０ａ〜３０ｆとの間にあり、基材１の印刷された面の裏面に当接する加熱ローラ１０ａ〜１０ｆを有することを特徴とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の一方の面に印刷を行う印刷手段と、前記基材に印刷された印刷物を乾燥する乾燥手段と、前記印刷手段および該印刷手段から前記乾燥手段に前記基材を案内する案内手段と、を有する印刷機において、
前記印刷手段と前記乾燥手段との間にあり、前記基材の印刷された面の裏面に当接する加熱ローラを有することを特徴とする印刷機。
【請求項２】
さらに、前記印刷手段に前記基材を供給する供給手段および前記乾燥手段から排出される前記基材を収納する収納手段を有する請求項１記載の印刷機。
【請求項３】
前記印刷手段は、前記基材の案内される速度に合わせて回転する版胴と、前記基材を前記版胴に押し付けることにより前記基材の表面に印刷物を付着させる圧胴と、を有する請求項１記載の印刷機。
【請求項４】
前記加熱ローラは、前記基材の案内される速度に合わせて回転する制御駆動ローラである請求項１記載の印刷機。
【請求項５】
前記加熱ローラは、鉄鋼材料からなる請求項１記載の印刷機。
【請求項６】
前記加熱ローラの表面は、クロムニッケルめっきが施されている請求項５記載の印刷機。
【請求項７】
前記加熱ローラの表面は、０．８Ｓ以下に研磨されている請求項５または６記載の印刷機。
【請求項８】
前記加熱ローラは、該加熱ローラに供給する熱媒体を温度調節し前記加熱ローラに循環させる媒体温調循環手段を有する請求項１記載の印刷機。
【請求項９】
前記熱媒体は、オイルである請求項８記載の印刷機。
【請求項１０】
前記加熱ローラは、外周面が前記基材の裏面と当接する外筒と、該外筒と空間を介して同軸的に配置された内筒とを有し、前記空間には前記熱媒体が供給される請求項８または９記載の印刷機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷物を効率的に乾燥することができる印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラビア印刷機などで印刷を行う場合、紙や樹脂フィルム等の基材表面に、水性または油性インキや速乾性のインキ組成物を印刷する。中でも、速乾性のインキ組成物は、吸湿性の悪い樹脂フィルムなどに対しても濡れ性が良好で、接着性や乾燥性に優れるため、速乾性のインキ組成物を用いて印刷するのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、最近では環境問題の観点から、大気汚染の原因となるＶＯＣ（揮発性有機化合物）成分などを含む速乾性のインキ組成物の使用は好まれない。そのため、水性のインキ組成物や、油性インキに含まれる油の一部を大豆油にかえたＳＯＹインクが用いられる傾向にある。特に、水性のインキ組成物は、使用する溶剤がアルコールベースであるため、近年導入されたＰＲＴＲ法の対象とはならず、低公害である。ところが、水性のインキ組成物は、速乾性のインキ組成物に比べ乾燥性に劣り、樹脂フィルムのような吸湿性の悪い基材表面に印刷を行うことは困難である。
【０００４】
このため、現在でも、その利便性から速乾性のインキ組成物も用いられている。速乾性のインキ組成物は乾燥性に優れるが、乾燥が不完全であると乾燥後に有機溶剤が残留し、その残留臭が残る。そのため、例えば、残留臭のある製品を包装に用いると、不快な臭いだけではなく包装された中身にまでダメージを与える場合がある。したがって、この残留臭を除去するために、より完全な乾燥が求められている。
【０００５】
乾燥性を向上させる手段としては、乾燥時間を長くしたり、乾燥に用いる温風の温度を上昇させたり、風量を増加させること等が考えられる。ところが、これらの手段では、エネルギー、コスト、スペースといった問題上、限界がある。さらに、基材が樹脂フィルム等である場合には、温度上昇により基材が伸びたり変形したりする恐れがある。
【０００６】
そこで、特許文献１は、温風として供給する空気から予め水分を除去することにより、高湿度であっても水性インキなどによって印刷された印刷物を速やかに乾燥できる乾燥装置を有する印刷機を開示している。特許文献１では、吸着剤に水分を吸着させることにより空気から水分を除去して乾燥空気とし、その乾燥空気を加熱して得られる加熱乾燥空気を乾燥装置に供給することにより、印刷物を乾燥する。水分を吸着した吸着剤は、高温の熱風に接触させて水分を離脱するため、吸着剤が再生され乾燥空気を連続して得ることができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の印刷機は、既存の印刷機とは別に、吸着剤および吸着剤を再生する手段を有する空気乾燥装置を設置するので、さらなるスペースを要する。また、特許文献１の印刷機は、湿度の高い印刷雰囲気において効果を発揮しても、湿度の低い場合には、吸着剤を再生するために要するエネルギーに見合う効果が期待できない。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−８６６７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、各種インキ組成物によって印刷された印刷物を効率的に乾燥することのできる印刷機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の印刷機は、基材の一方の面に印刷を行う印刷手段と、前記基材に印刷された印刷物を乾燥する乾燥手段と、前記印刷手段および該印刷手段から前記乾燥手段に前記基材を案内する案内手段と、を有する印刷機において、前記印刷手段と前記乾燥手段との間にあり、前記基材の印刷された面の裏面に当接する加熱ローラを有することを特徴とする。加熱ローラにより、乾燥手段で乾燥する前に予め基材を加熱できるので、効率よく乾燥を行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明の印刷機は、前記印刷手段に前記基材を供給する供給手段および前記乾燥手段から排出される前記基材を収納する収納手段を有するのが望ましい。
【００１２】
また、前記印刷手段は、前記基材の案内される速度に合わせて回転する版胴と、前記基材を前記版胴に押し付けることにより前記基材の表面に印刷物を付着させる圧胴と、を有するのが望ましい。
【００１３】
前記加熱ローラは、前記基材の案内される速度に合わせて回転する制御駆動ローラであるのが好ましい。加熱ローラが、基材の案内される速度に合わせて回転するため、加熱ローラと基材との間に摩擦が生じず、基材の損傷を防止することができる。
【００１４】
前記加熱ローラは、鉄鋼材料からなるのが好ましい。また、その表面は、クロムニッケルめっきが施されているのが好ましい。さらに、前記加熱ローラの表面は、８Ｓ以下に研磨されているのが好ましい。鉄鋼材料からなる加熱ローラは、熱膨張率が小さいため、高温となっても軸方向への変形が少ない。また、加熱ローラの表面にクロムニッケルめっきを施したり、表面を研磨すると、加熱ローラと基材との間の摩擦が減少すると共に、接触面積が最大となる。
【００１５】
さらに、前記加熱ローラは、該加熱ローラに供給する熱媒体を温度調節し前記加熱ローラに循環させる媒体温調循環手段を有するのが好ましい。この際、前記熱媒体は、オイルであるのが好ましい。また、前記加熱ローラは、外周面が前記基材の裏面と当接する外筒と、該外筒と空間を介して同軸的に配置された内筒とを有し、前記空間には前記熱媒体が供給されるのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の印刷機は、基材の一方の面に印刷を行う印刷手段と、基材に印刷された印刷物を乾燥する乾燥手段と、印刷手段や乾燥手段に基材を案内する案内手段と、を有する印刷機において、印刷手段と乾燥手段との間に加熱ローラを有する。
【００１７】
印刷手段は、基材の案内される速度に合わせて回転する版胴と、基材を版胴に押し付けることにより基材の表面に印刷物を付着させる圧胴とを有する一般的な印刷手段であればよい。具体的には、版胴として凹版を用いるグラビア印刷や、凸版を用いるフレキソ印刷などが挙げられる。
【００１８】
さらに、印刷手段に基材を供給する供給手段および乾燥手段から排出される基材を収納する収納手段を有してもよい。供給手段および収納手段に特に限定はなく、従来の装置を用いればよい。
【００１９】
乾燥手段は、従来から一般的に用いられている乾燥装置であれば、特に限定はない。例えば、印刷後の基材に温風や蒸気を当てたり、輻射加熱や高周波加熱により乾燥を行う乾燥装置でよい。
【００２０】
案内手段は、基材が折れたりねじれたりしないように基材を案内できれば、その方法に限定はない。案内手段は、供給手段から印刷手段へ、印刷手段から乾燥手段へ、乾燥手段から収納手段へ、と基材を案内する。さらに、複数の印刷機を用いて多色刷りを行う場合には、乾燥手段から次の印刷手段へと案内する。案内手段は、１個以上のローラからなるのが好ましい。複数のローラを配置した案内手段では、省スペースで長い案内距離を得ることができる。そのため、乾燥手段から次の印刷手段までの基材の案内距離を調節したり、限られた乾燥手段のスペース内で基材を長く案内することができる。
【００２１】
なお、被印刷物である基材は紙、ＯＰＰフィルム等の樹脂フィルムなど、また、基材に印刷される印刷物は水性または油性インキ、速乾性のインキ組成物など、いずれでも良い。
【００２２】
本発明の構成の特色である加熱ローラは、印刷手段と乾燥手段との間にあり、基材の印刷された面の裏面に当接する。加熱ローラは、乾燥手段で乾燥する前に予め基材を所望の温度に加熱できる。基材を乾燥前に加熱することにより得られる効果を、以下に説明する。
【００２３】
印刷手段で印刷され、印刷物で濡れた基材は、乾燥手段に案内され乾燥される。この際、濡れた基材をそのままの状態で所望の温度に設定された乾燥手段へと案内すると、乾燥の初期段階では、基材および乾燥雰囲気が所望の温度に達せず、熱効率が良くない。そこで、加熱ローラにより、乾燥前に予め基材を加熱すると、乾燥手段に案内される直前の基材は、所望の温度付近に達する。所望の温度付近に達した基材を乾燥手段へ案内すれば、乾燥の初期段階から非常に効率の良い乾燥が可能となる。また、加熱ローラは、基材の裏面から基材を直接加熱できるので、熱効率に優れる。
【００２４】
さらに、加熱ローラは、基材の印刷された面の裏面に当接するため、印刷されたばかりの基材表面を損なうことが無い。また、加熱ローラは、大がかりな装置を要せず、印刷手段から乾燥手段へ機材を案内する案内手段のローラの一部を加熱ローラにかえて構成することも可能なため、スペースや機械コストにも負担がない。
【００２５】
したがって、乾燥前に予め基材を所望の温度に加熱する加熱ローラを用いることにより、エネルギー、機械コスト、スペース、ユーティリティなどにも負担のない印刷機となる。また、本発明は、特に、水性インキで印刷した場合には効果的である。
【００２６】
加熱ローラは、基材の案内される速度に合わせて回転する制御駆動ローラであるのが好ましい。加熱ローラが制御駆動ローラであれば、加熱ローラは基材の案内される回転速度に制御されて駆動されるため、加熱ローラと基材との間に摩擦が生じ難くなる。そのため、基材に掛かる負担を軽減でき、基材の伸びや裏面の劣化など、基材の損傷を防止できる。さらに、基材の裏面に予め印刷がされている場合には、裏面の印刷が擦れる心配がない。
【００２７】
加熱ローラは、基材を損なわない程度（例えば、樹脂フィルムであれば２０〜７０℃）に加熱して使用するため、上記温度となっても変形しない熱膨張率の小さい素材からなるのがよい。例えば、鉄鋼材料からなるのが好ましい。加熱ローラに熱膨張率の高い素材を用いると、温度によって加熱ローラの径が変化し、回転速度の制御が困難となる。
【００２８】
さらに、表面処理を施された加熱ローラは、加熱ローラと基材との間に生じる摩擦が低減され、基材にかかる負担を低減できる。表面にクロムニッケルめっきを施すと、表面が平滑となり摩擦が低減され、また、耐摩耗性や耐食性、熱特性（耐熱性、集熱性など）に優れる。なお、クロムニッケルめっきの形成方法は、電気めっき法や化学めっき法など、通常行われている方法であればよい。クロムニッケルめっきの厚さは、２０〜２５μｍが好ましい。また、表面をバフ研磨等により研磨すると、表面の凹凸が研磨されて平滑な表面が得られるので、加熱ローラと基材との接触面積が最大となる。そして、加熱ローラと基材との間に生じる摩擦も低減される。この際、加熱ローラの表面は、０．８Ｓ以下に研磨されているのが好ましい。なお、表面粗さ［Ｓ］は、ＪＩＳ規格で規定された表面パラメータであり、数字が小さいほど表面が密である。また、加熱ローラの表面にクロムニッケルめっきを施してから、さらに、その表面を研磨しても良い。
【００２９】
加熱ローラの温度を調節する方法に特に限定はないが、加熱ローラは、温度調節された熱媒体を加熱ローラに循環させる媒体温調循環手段を有するのが好ましい。熱媒体は、加熱ローラの設定温度によって異なるが、オイルの他に、温水、スチームなどを用いるのが好ましい。また、ローラの内部に発熱ヒータを埋め込み、外部の温度調節器により温度を調節してもよい。
【００３０】
また、加熱ローラの形状に特に限定はないが、外周面が基材の裏面と当接する外筒と、外筒と空間を介して同軸的に配置された内筒とを有し、空間には温度調節された熱媒体が供給されるのが好ましい。そして、熱媒体は、媒体温調循環手段により温度調節し加熱ローラに循環させるのが好ましい。上記構成を有する加熱ローラは、エネルギー的にも、コスト的にも有利である。
【００３１】
さらに、上記の加熱ローラは、印刷手段と乾燥手段との間に２個以上設置しても良い。また、上記加熱ローラは、印刷機の印刷手段において、印刷物を接着剤として基材表面に塗布し乾燥後、別の基材と圧着して貼り合わせるラミネーターにも適用可能である。
【００３２】
なお、本発明の印刷機を複数機連設して多色刷りをしたり、乾燥手段の後に加工手段を設置して裁断や折り加工を行うことも可能である。
【００３３】
【実施例】
本発明の印刷機の一実施例を、図を用いて説明する。
【００３４】
図１は、本発明の印刷機の全体の構成を簡略化して示した図である。本実施例では、各色毎の６機の印刷機Ａ〜Ｆが順次配置されている。なお、図１では、６機のうちＡ，Ｂ，Ｆの３機を示している。各印刷機は、印刷手段２０（２０ａ〜２０ｆ）、乾燥手段３０（３０ａ〜３０ｆ）、案内手段４０から構成されており、印刷手段２０と乾燥手段３０との間には加熱ローラ１０（１０ａ〜１０ｆ）を有する。
【００３５】
印刷手段２０では、グラビア印刷を行う。印刷手段２０は、それぞれ図示しない軸受け機構によって印刷機の枢体に軸支されるとともに駆動軸を介してモータにより回転する版胴２１，圧胴２６と、インキを供給するインキパン２２とを有する。版胴２１には金属製の食刻凹版が用いられ、版胴２１はインキ２が貯留されたインキパン２２にその一部を浸漬して回転駆動する。また、版胴２１の表面部分に付着した余分なインキを掻き取るドクターブレード（図示せず）が設けられている。ドクターブレードにより掻き取られたインキ２は回収され、食刻凹版の凹部（グラビアセル）にはインキ２が残留する。また、版胴２１の上方には、ゴム材からなる圧胴２６が軸支され、版胴２１に当接して設けられている。
【００３６】
版胴２１は、回転駆動しながら、インキパンからのインキの供給→ドクターブレードによるインキの掻き取り→印刷、を連続的に行う。印刷は版胴２１と圧胴２６との接触位置で行われ、版胴２１表面のグラビアセルに残留したインキが、接触位置に作用する圧胴２６からの押圧力によって、版胴２１と圧胴２６との間に案内された基材１に転写される。
【００３７】
乾燥手段３０は、乾燥室３１と、乾燥室３１内に設けられた温風供給管３３とからなる。温風供給管３３より分岐したノズルからは、任意の設定温度で温度調整された温風３が常時供給される。また、乾燥室３１は、乾燥後の空気を大気放散する排出口（図示せず）を有する。
【００３８】
基材１を案内する案内手段４０は、複数の案内ローラと冷却ローラ４１とから構成される。案内ローラと冷却ローラ４１は、それぞれ図示しない軸受け機構によって印刷機の枢体に軸支される。なお、図２に、本実施例の印刷機の各ローラの配置を示す。図２において、符号が記されていないローラは全て案内ローラである。
【００３９】
加熱ローラ１０について図３および図４を用いて説明する。加熱ローラ１０は、円筒形の外筒１１と、外筒１１と空間１２を介して同軸的に配置された円筒形の内筒１３と、を有する。外筒１１には、その両開口端部から軸方向に延びる支持部１４が形成されており、支持部１４は端部側ほど径が小さくなる。支持部１４内には、空間１２に供給する熱媒体を輸送する媒体供給管１０４を有する。また、支持部１４の端部にはロータリージョイント１０３が設けられており、固定配管（後述の送媒ホース１０１および返媒ホース１０２）からロータリージョイント１０３を介して媒体供給管１０４へ熱媒体を供給または排出する。
【００４０】
加熱ローラ１０は、継目無鋼管（ＳＴＫＭ１３Ａ）である。印刷後の基材１の裏面に当接する外筒１１の外周面は、電解法により厚さ２５μｍのクロムニッケルめっきが施されている。さらに、クロムニッケルめっきされた表面は、バフ研磨により０．８Ｓに研磨されている。したがって、クロムニッケルめっきの実際の厚さは、成膜された２５μｍよりも研磨された分だけ減少している。
【００４１】
加熱ローラ１０は、印刷機の枢体の一部である支柱５に軸支されている。加熱ローラ１０の支持部１４は、玉軸受１５により支柱５に回転自在に支持される。そして、支持部１４を介して設けられている駆動装置１１０により、加熱ローラ１０が回転する。
【００４２】
駆動装置１１０では、モータ１１３によりシャフト１１１を回転し、シャフト１１１上に設けられている駆動プーリ１１７を回転する。また、支持部１４には従動プーリ１１９が固定されており、駆動プーリ１１７と従動プーリ１１９にはベルト１１８が巻き掛けられている。したがって、駆動プーリ１１７がモータ１１３により回転することにで従動プーリ１１９が回転され、支持部１４を介して加熱ローラ１０が回転駆動される。なお、シャフト１１１上にはパウダークラッチ１１５が設けられているため、１１６より印加する電流の強さに応じて伝達トルクを変化させ、加熱ローラ１０の回転速度を制御することができる。
【００４３】
加熱ローラ１０の空間１２に供給される熱媒体には、オイルを用いた。オイルは、熱交換器１０５と循環ポンプ１０６を備えた媒体温調循環手段１００により、任意の温度に温度調節される。媒体温調循環手段１００と加熱ローラ１０とは、送媒ホース１０１および返媒ホース１０２により連結されている。任意の温度に温調されたオイルは、送媒ホース１０１により、循環ポンプ１０６から加熱ローラ１０の一方の媒体供給管１０４に供給される。一方の媒体供給管１０４に供給されたオイルは、空間１２へと輸送され、他方の媒体供給管１０４から排出される。そして、他方の媒体供給管１４から排出されたオイルは、返媒ホース１０２により熱交換器１０５へと返媒される。熱交換器へ返媒されたオイルは、再び循環ポンプ１０６へ戻る。なお、本実施例では、媒体温調循環手段１００，１００’，１００”のうちのいずれか１つに対して、２個の加熱ローラ１０にオイルを循環させている（図４参照）。
【００４４】
次に、本実施例の印刷機で印刷する際の動作を基材１の案内経路に沿って説明する。基材１は、ロール状に巻かれた状態で供給手段８に支持されている。供給手段８から巻き出された基材１は、案内手段４０の複数の案内ローラにより、印刷機Ａの印刷手段２０ａへと案内される。印刷後の基材１は、加熱ローラ１０ａにより乾燥手段３０ａへと案内される。基材１は、複数の案内ローラにより乾燥装置３１ａ内を移動する。乾燥後の基材１は、冷却ローラ４１ａと複数の案内ローラによって、印刷機Ｂの印刷手段２０ｂへと案内される。以後同様にして、印刷機Ｂ〜Ｆにより印刷・乾燥が繰り返される。
【００４５】
上記のようにして各印刷機Ａ〜Ｆにより印刷・乾燥された基材１は、収納手段９でロール状に巻き取られる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の印刷機は、基材の一方の面に印刷を行う印刷手段と、前記基材に印刷された印刷物を乾燥する乾燥手段と、前記印刷手段および該印刷手段から前記乾燥手段に前記基材を案内する案内手段と、を有する印刷機において、前記印刷手段と前記乾燥手段との間にあり、前記基材の印刷された面の裏面に当接する加熱ローラを有することを特徴とする。加熱ローラにより、乾燥手段で乾燥する前に予め基材を加熱できるので、効率よく乾燥を行うことができる。
【００４７】
また、加熱ローラが、基材の案内される速度に合わせて回転する制御駆動ローラであれば、加熱ローラと基材との間に摩擦が生じず、基材の損傷を防止することができる。
【００４８】
さらに、加熱ローラにクロムニッケルめっきや研磨などの表面処理を施すと、加熱ローラと基材との間の摩擦が減少すると共に、加熱ローラと基材との接触面積が最大となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の印刷機の全体の構成を模式的に示した図である。
【図２】実施例の印刷機の各ローラの配置を示した図である。
【図３】実施例の印刷機の加熱ローラを示す断面図と、加熱ローラを回転駆動する駆動装置の概略図である。
【図４】実施例の印刷機の加熱ローラの媒体温調循環手段を模式的に示した図である。
【符号の説明】
Ａ〜Ｆ…印刷機
１…基材              ２…インキ            ３…温風
１０（１０ａ〜１０ｆ）…加熱ローラ
１１…外筒          １３…内筒
２０（２０ａ〜２０ｆ）…印刷手段
２１（２１ａ〜２１ｆ）…版胴      ２６（２６ａ〜２６ｆ）…圧胴
３０（３０ａ〜３０ｆ）…乾燥手段
４０…案内手段
１００，１００’，１００”…媒体温調循環手段
８…供給手段
９…収納手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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