(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷機本体と紙受け台との間に配置され、印刷機本体で印刷された印刷済み用紙を、その印刷面を上にして紙受け台へ搬送し、該搬送中に印刷済み用紙のインクを強制的に乾燥する、孔版印刷機のインク乾燥システムであって、
印刷済み用紙の下面を支持して搬送する搬送手段と、
該搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送経路に沿って、印刷済み用紙の搬送方向に正負交互に配置され、それぞれが搬送経路を横断する方向に延在する、一対又は二対以上の電極と、
該各電極に高周波電圧を印加する電圧印加手段と、
金属材料を用いて構成され、インク乾燥システムの少なくとも上記各電極および上記搬送経路を略密閉し、その一部には内部を開放可能に覆う開閉部を含む、外装と、
該開閉部の開閉を検知する開閉検知手段と、
該開閉検知手段により上記開閉部が開いていることを検知したときに、上記電圧印加手段による各電極への高周波電圧の印加を停止させる、電圧印加停止手段と、
該電圧印加停止手段による各電極への高周波電圧の印加の停止時に、使用者に警告を発する警告手段と、を備えたことを特徴とする、孔版印刷機のインク乾燥システム。
【請求項２】
印刷機本体と紙受け台との間に配置され、印刷機本体で印刷された印刷済み用紙を、その印刷面を上にして紙受け台へ搬送し、該搬送中に印刷済み用紙のインクを強制的に乾燥する、孔版印刷機のインク乾燥システムであって、
印刷済み用紙の下面を支持して搬送する搬送手段と、
該搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送経路に沿って、印刷済み用紙の搬送方向に正負交互に配置され、それぞれが搬送経路を横断する方向に延在する、一対又は二対以上の電極と、
該各電極に高周波電圧を印加する電圧印加手段と、
印刷済み用紙の高周波乾燥機排出部に配置され、インク乾燥後の印刷済み用紙の温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段が検出したインク乾燥後の印刷済み用紙の温度に基づいて、上記電圧印加手段が各電極に印加する高周波電圧を制御する電圧出力制御手段と、を備えたことを特徴とする、孔版印刷機のインク乾燥システム。
【請求項３】
上記搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送経路の上方に、下方に空気を吹き出す吹き出しファンを設けたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の孔版印刷機のインク乾燥システム。
【請求項４】
印刷機本体で設定された印刷速度に関する情報を印刷機本体から受け取り、該印刷速度に同期して、上記搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送速度を変更する搬送速度制御手段を、さらに備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の孔版印刷機のインク乾燥システム。
【請求項５】
上記電圧印加手段が各電極に印加する高周波電圧の周波数は、概略、４０ＭＨｚ帯以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の孔版印刷機のインク乾燥システム。
【請求項６】
強制的に乾燥する印刷済み用紙のインクは、少なくとも水相中に熱硬化性樹脂を分散させたエマルジョンインクであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の孔版印刷機のインク乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、孔版印刷機のインク乾燥システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、孔版印刷機では、一般に、乾燥に時間を要するインクが用いられる。そのため、孔版印刷機から排出された印刷済み用紙を紙受台に順次積み重ねて回収する場合、インクが十分に乾燥しいないため、積み重ねた用紙の印刷面の裏面に、その下の用紙の印刷面のインクが付着する、いわゆる裏写りが生じることがあった。
【０００３】
これを解決するため、印刷済み用紙にフラッシュ光を照射してインクを強制的に乾燥する方法が提案されている（例えば、特開平６−３１２４９８号公報）。
【０００４】
しかし、フラッシュ光を用紙全体に照射するため、インクのみならず用紙自体も加熱される。インクが乾燥するためには、用紙全体がまず所定温度以上に加熱されることが必要で、その後、インク部分の乾燥が始まることになり、乾燥時間がかかる。また、その結果、用紙に波打ちが発生する危険性が高い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、用紙自体をできるだけ加熱しないようにして、インクを短時間で乾燥することができる、孔版印刷機のインク乾燥システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の孔版印刷機のインク乾燥システムを提供する。
【０００７】
インク乾燥システムは、印刷機本体と紙受け台との間に配置され、印刷機本体で印刷された印刷済み用紙を、その印刷面を上にして紙受け台へ搬送し、該搬送中に印刷済み用紙の印刷面上のインクを強制的に乾燥するタイプのものである。本願の第１及び第２発明は、孔版印刷機のインク乾燥システムは、印刷済み用紙の下面を支持して搬送する搬送手段と、該搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送経路に沿って、印刷済み用紙の搬送方向に正負交互に配置され、それぞれが搬送経路を横断する方向に延在する、一対又は二対以上の電極と、該各電極に高周波電圧を印加する電圧印加手段と、を備えている。
【０００８】
上記構成において、孔版印刷機で印刷された印刷済み用紙は、印刷機本体からインク乾燥システムに送り込まれ、インク乾燥システムでは、その印刷面を上にして、搬送手段により搬送される。搬送手段としては、印刷済み用紙を無端循環ベルト上に載置して搬送する方式や、回転ローラを並べて搬送する方式などを用いることができる。電極は、搬送経路に沿って配置される。電極は、搬送経路の上側と下側の何れか一方又は両方に配置することが可能である。各電極には、高周波電圧が印加される。
【０００９】
搬送中の印刷済み用紙は、高周波電圧が印加されて電極周囲に生じた電界変化の影響を受け、その印刷面上のインクの主として水分子が回転し、互いに摩擦熱を生じ、誘電加熱される。用紙自体は含水量が低く、誘電加熱をほとんど受けないので、加熱されない。これにより、印刷済み用紙上の印刷面上のインクを選択的に、短時間に強制加熱することが可能である。
【００１０】
したがって、用紙自体をできるだけ加熱しないようにして、インクを短時間で乾燥することができる
【００１１】
本願の第１及び第２発明は、好ましくは、上記搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送経路の上方に、下方に空気を吹き出す吹き出しファンを設ける。
【００１２】
上記構成によれば、印刷済み用紙は、吹き出しファンにより搬送手段に吹き付けられ、より確実に搬送手段に接触する。したがって、印刷済み用紙上のインクを直接擦ることなしに、印刷済み用紙を安定して搬送することができる。
【００１３】
ところで、インク乾燥時に高周波成分が外部に漏れると、周辺の電子機器が誤作動するなどのおそれがある。
【００１４】
そこで、本願の第１発明は、更に、外装と、開閉検知手段と、電圧印加停止手段と、警告手段とを備える。上記外装は、金属材料を用いて構成される。上記外装は、インク乾燥システムの少なくとも上記各電極および上記搬送経路を略密閉する。上記外装は、その一部に、内部を開放可能に覆う開閉部を含む。上記開閉検知手段は、上記開閉部の開閉を検知する。上記電圧印加停止手段は、上記開閉検知手段により上記開閉部が開いていることを検知したときに、上記電圧印加手段による各電極への高周波電圧の印加を停止させる。上記警告手段は、上記電圧印加停止手段による各電極への高周波電圧の印加の停止時に、使用者に警告を発する。
【００１５】
上記構成によれば、アルミニウムなどの金属製の外装で、ノイズ源となる電極を略密閉し、覆うことにより、高周波電圧の印加による電磁波の放射が外部に漏れないように遮蔽することができる。そのことにより外部の制御機器が電磁波を受信し、自己回路内で誤動作源となる雑音電圧を作り上げることを防止する。また、開閉部を開いたときには、電圧印加を自動的に停止するので、ノイズ源がなくなり、開閉部の開放部分から電磁波が漏れることはない。また、このような自動停止時には、警告の表示や警告音により、使用者が自動停止を認識できる。
【００１６】
ところで、どのような印刷パターンに対しても最高速度で印刷でき、かつ、インク乾燥システムで印刷済み用紙を十分に乾燥できれば、理想的である。しかし、そのためには、インク乾燥システムの容量を十分に大きくする必要があり、現実的ではない。
【００１７】
そこで、本願の第１及び第２発明は、好ましくは、印刷機本体で設定された印刷速度に関する情報を印刷機本体から受け取り、該印刷速度に同期して、上記搬送手段が印刷済み用紙を搬送する搬送速度を変更する搬送速度制御手段を、さらに備える。
【００１８】
上記構成によれば、印刷機本体で設定された印刷速度が遅いほど、それに応じて、インク乾燥システムにおける印刷済み用紙の搬送速度も、より遅くなる。インクの乾燥が不十分であるとき、印刷機本体に対して設定する印刷速度を遅くすれば、インク乾燥システムにおける印刷済み用紙の搬送速度も自動的に遅くなり、印刷済み用紙がインク乾燥システム内に滞在する時間が長くなる。これにより、容易に、印刷済み用紙のインクの乾燥が十分になるようにすることができる。
【００１９】
本願の第２発明は、更に、印刷済み用紙の排出部近傍に、印刷済み用紙の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段が検出した印刷済み用紙の温度に基づいて、上記電圧印加手段が各電極に印加する高周波電圧を制御する電圧出力制御手段とを、さらに備える。
【００２０】
上記構成において、好ましくは、印刷済み用紙の印刷面の温度を検出する。また、好ましくは、印刷済み用紙に接触することなく、温度を検出する。
【００２１】
上記構成によれば、インク乾燥完了後、又は完了直前の印刷済み用紙の温度を検出する。検出した温度が適正範囲より低い場合には、印刷済み用紙のインク乾燥が不十分であるので、例えば、電極に印加する高周波電圧を大きくして、より乾燥させるようにする。一方、検出した温度が適正範囲より高い場合には、印刷済み用紙の乾燥が過剰であるので、高周波電圧を小さくし、乾燥を抑えるようにする。これにより、常に安定した乾燥状態を得ることができる。
【００２２】
本願の第１及び第２発明は、好ましくは、上記電圧印加手段が各電極に印加する高周波電圧の周波数は、概略、４０ＭＨｚ帯以下である。より好ましくは、ＩＳＭ帯である４０ＭＨｚ帯以下である。
【００２３】
電波法においての工業用割り当て周波数は、１３.５６、２７.１２、４０.６８、（４０.４６、４１.４１）、２４５０ＭＨｚであるので、一般に、その範囲内で周波数が高いほど、同一乾燥能力を得るのに印加する高周波電圧は小さくてすむ。しかし、発振回路の安定性及び基材となる紙への影響を考慮すると、現実的には４０ＭＨｚ帯が上限となる。
【００２４】
本願の第１及び第２発明は、好ましくは、強制的に乾燥する印刷済み用紙のインクは、少なくとも水相中に熱硬化性樹脂を分散させたエマルジョンインクである。
【００２５】
高周波電圧の印加による誘電加熱で発熱するのは、インクの油相と水相のうち、水相であるので、発熱する水相に熱硬化性樹脂を分散させると、熱硬化性樹脂を効率的に加熱することができる。すなわち、水相の温度上昇に伴なって、インク中の熱硬化性樹脂成分が硬化し、その後、水相が蒸発し、硬化した樹脂相の中に油相を包み込みながらインクと用紙表面間の結合を促進させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る孔版印刷機のインク乾燥システムについて、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、インク乾燥システム１６は、孔版印刷機１０のオプションシステムであり、印刷機本体１２と紙受台１４との間に配置される。印刷機本体１２は、用紙に印刷するための印刷ドラム２０と、印刷された用紙は排出する排紙ベルト２２を有する。インク乾燥システム１６は、印刷機本体１２から排出された印刷済み用紙を搬送して紙受台１４に排出する搬送ベルト２４を有する。印刷機本体１２で印刷された印刷済み用紙は、その印刷面を上にした状態で搬送され、インク乾燥システム１６内で強制的に乾燥された後、紙受台１４に排出される。インク乾燥システム１６から排出された印刷済み用紙１１は、その先端が止めガイド板１５に当たって落下し、紙受台１４上に積み重なる。
【００２７】
インク乾燥システム１６は、図２の要部構成図に示すように、用紙通過センサ４０と、搬送ベルト２４と、吹き出しファン４４と、電極３０と、温度センサ４２とを有する。
【００２８】
用紙通過センサ４０は、高周波乾燥機側に設けられた透過型センサであり、用紙搬送経路を挟んで発光部４０ｂと受光部４０ａが配置され、インク乾燥システム１６への印刷済み用紙の搬入を検知することができるようになっている。なお、用紙通過センサ４０には、他のタイプのもの、例えば反射型センサを用いてもよい。
【００２９】
搬送ベルト２４は、その上側部分２４ａが、矢印Ａで示すように印刷機本体１２側から紙受台１４側へ移動し、その下側部分２４ｂが逆方向に移動する。印刷済み用紙１１は、搬送ベルト２４の上側部分２４ａに載せられ、その印刷面を上にして印刷機本体１２側から紙受台１４側へ搬送される。
【００３０】
吹き出しファン４４は、搬送ベルト２４の上方に配置され、矢印Ｂで示すようにエアーを下方に吹き出し、印刷済み用紙１１を搬送ベルト２４の上側部分２４ａに吹き付け、印刷済み用紙１１が安定して搬送されるようにする。
【００３１】
搬送ベルト２４の上側部分２４ａの真下には、電極３０が配置される。電極３０は、正電極３１ａと負電極３１ｂが用紙搬送方向Ａに交互に配置されている。各電極３１ａ，３１ｂは、図３の要部平面図に示すように、用紙搬送経路を横断する方向に延在し、発振回路を含む発振部３２により高周波電圧が印加される。
【００３２】
これにより、搬送ベルト２４の上方には、周期的に変化する電界が形成され、その中を印刷済み用紙１１が通過する。印刷済み用紙は、この電界変化の影響で、その印刷面上のインク部分、特にインク中の水分子に回転運動を生じせしめ、誘電損による発熱を促し、インク部分を加熱する。用紙自体は水分子の含有量が低く、誘電損による発熱はほとんど生じないので、直接は加熱されない。つまり、印刷済み用紙１１の印刷面上のインクだけを選択し、短時間に強制的に加熱することが可能である。
【００３３】
電極３０には、例えば４０ＭＨｚ程度のサイン波状の電圧を印加する。高周波にするほど、インクを短時間で加熱・乾燥でき、好ましいが、実際には、発振部３２の発振回路の安全性および紙そのものは発熱させないことを考慮すると、約４０ＭＨｚ程度が、実用的な限界となる。
【００３４】
温度センサ４２は、紙受台１４側の高周波乾燥機排出口に設けられた赤外線温度センサであり、その下を通過する印刷済み用紙の印刷面の温度を、非接触で測定する。この測定結果に基づいて、印刷済み用紙１１が最適な加熱・乾燥状態となるように、制御を行う。
【００３５】
インク乾燥システム１６は、金属材料、例えばアルミ板で構成された外装１７により、略、密閉され、高周波電圧が印加される電極３０より放射される電磁波が空間へ洩れないようにしている。外装１７の上部には、不図示の開口部を覆う上カバー１７ａを設けて、この上カバー１７ａを矢印Ｃで示すように開くと、内部にアクセスできるように構成している。
【００３６】
図４は、制御ブロック図である。
【００３７】
印刷機本体１２側の制御部５０は、印刷機本体１２の制御を統括するＣＰＵ５２に、印刷速度等を設定する操作パネル５１、インク乾燥システム１６側と交信するための通信インターフェース５４、プログラム等を記憶するＲＯＭ５６、データを一時的に記憶するＲＡＭ５８などが接続されている。
【００３８】
インク乾燥システム１６の制御部６０は、インク乾燥システム１６の制御を統括するＣＰＵ６２に、印刷機本体１２側と交信するための通信インターフェース６４、プログラム等を記憶するＲＯＭ６６、データを一時的に記憶するＲＡＭ６８、インクが乾燥していない場合に高周波電圧レベルの調整に用いる操作パネル７０、搬送ベルト２４を駆動する搬送モーター７４、搬送モーター７４の回転を検出するエンコーダー７６、吹き出しファン４４、用紙通過センサ４０、外装１７の上部に設けた上カバー１７ａの開閉を検知する上カバー・インターロックスイッチ７８、温度センサ４２、電極３０に高周波電圧を印加する発振動部３２、ＣＰＵ６２と発振部３２に電源を供給する電源部８０、電源部８０が発振部３２に供給する電源電圧を調節するチューナー部８２とが、接続されている。ＣＰＵ６２は、印刷機本体１２側のＣＰＵ５２と交信し、操作パネル５１で設定された印刷速度に対応する速度（印刷速度が速いほど速い速度、遅いほど遅い速度）で搬送ベルト２４を駆動するように、搬送モーター７４の回転速度を制御する。
【００３９】
インク乾燥システム１６の制御部６０は、図５のフローチャートに示すように動作する。
【００４０】
すなわち、印刷済み用紙１１が温度センサ４２の真下を通過するのを待つ（＃１２でＮＯ）。印刷済み用紙１１が温度センサ４２の真下を通過すれば（＃１２でＹＥＳ）、高周波で乾燥した印刷済み用紙１１の表面温度を測定する（＃１４）。なお、印刷済み用紙の搬送位置は、用紙通過センサ４０とエンコーダー７６の出力に基づいて演算する。
【００４１】
測定した印刷済み用紙１１の表面温度が５５°Ｃ以下であれば（＃１６でＹＥＳ）、乾燥出力を所定値分だけ大きくするパワーアップ処理を行う。例えば、電極３０に印加する高周波電圧の波高値（電圧振幅）を、基準値より５％大きくする。
【００４２】
測定した印刷済み用紙１１の表面温度が５５°Ｃ以下でなければ（＃１６でＮＯ）、６０°Ｃ以上であるか否かを判定する（＃２０）。６０°Ｃ以上であれば（＃２０でＹＥＳ）、乾燥出力を所定値分だけ小さくするパワーダウン処理を行う。例えば、電極３０に印加する高周波電圧の波高値を、基準値より５％小さくする。６０°Ｃ以上でなければ（＃２０でＮＯ）、乾燥出力はそのままとする。
【００４３】
これにより、印刷済み用紙１１の表面温度を、大略、５５〜６０°Ｃに保つことができる。したがって、加熱不足でインクが十分に乾燥しないために生じる裏写りを防止することができる。また、インクの加熱過剰により用紙全体が加熱されて用紙に波打ちが生じることを、防止することができる。
【００４４】
ところで、高周波電圧の印加による誘電加熱で発熱するのは、インクの油相と水相のうち、誘電体損失係数の高い水相である。熱硬化性樹脂を分散させたエマルジョンインクを用いた場合、発熱する水相に熱硬化性樹脂を分散させると、熱硬化性樹脂を効率的に加熱することができる。すなわち、水相の温度上昇に伴なって、インク中の熱硬化性樹脂成分が硬化し、その後、水相が蒸発し、硬化した樹脂相の中に油相を包み込みながらインクと用紙表面間の結合を促進させることができる。
【００４５】
したがって、熱硬化性樹脂を分散させたエマルジョンインクを用いて印刷された用紙をインク乾燥システム１６で強制的に乾燥する場合、熱硬化性樹脂は、少なくともインクの水相中に分散させることが好ましい。
【００４６】
以上説明したインク乾燥システム１６を用いると、用紙自体をできるだけ加熱しないようにして、インクを短時間で乾燥することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。たとえば、電極に印加する高周波電圧について、その波高値の代わりに、その周波数を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るインク乾燥システムの適用例の説明図である。
【図２】  図１のインク乾燥システムの要部構成図である。
【図３】  図１のインク乾燥システムの要部平面図である。
【図４】  図１のインク乾燥システムの制御ブロック図である。
【図５】  図１のインク乾燥システムの動作フローチャートである。
【符号の説明】
１０  孔版印刷機
１１  印刷済み用紙
１２  印刷機本体
１４  紙受台
１５  止めガイド板
１６  インク乾燥システム
１７  外装
１７ａ  上カバー
２０  印刷ドラム
２２  排紙ベルト
２４  搬送ベルト
２４ａ  上側部分
２４ｂ  下側部分
３０  電極
３１ａ  正電極
３１ｂ  負電極
３２  発振部
４０  用紙通過センサ
４０ａ  受光部
４０ｂ  発光部
４２  温度センサ
４４  吹き出しファン
５０  制御部
５１  操作パネル
５２  ＣＰＵ
５４  通信インターフェース
５６  ＲＯＭ
５８  ＲＡＭ
６０  制御部
６２  ＣＰＵ
６４  通信インターフェース
６６  ＲＯＭ
６８  ＲＡＭ
７０  操作パネル
７４  搬送モーター
７６  エンコーダー
７８  上カバー・インターロックスイッチ
８０  電源部
８２  チューナー部
Ａ  用紙搬送方向
Ｂ  エアー吹き付け方向
Ｃ  上カバー開方向
【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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