(57)【要約】【課題】冷却ロールによるウェブの冷却シミュレーションができる冷却シミュレーション装置等を提供する。【解決手段】冷却ロール１００は、グラビア印刷機１０に設けられ、加熱乾燥後のウェブ３を搬送しつつ、冷却ロール１００の内部の冷却水によるウェブ３の冷却を行う。制御装置２０は、冷却ロール１００によるウェブ３の冷却シミュレーションを行う。制御装置２０は、冷却シミュレーションを行う際、ウェブ３の印刷条件と、冷却ロール１００の通水条件とを用いて、冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を算出する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブから製品を製造する製造装置において加熱後のウェブを冷却する冷却ロールについて、ウェブの冷却シミュレーションを行う冷却シミュレーション装置であって、
ウェブから製品を製造する製造条件と、冷却ロールに冷却用液体を通す通液条件とに基づいて、冷却ロールによる冷却後のウェブの温度を算出する冷却シミュレーションを行うことを特徴とする冷却シミュレーション装置。
【請求項２】
前記冷却シミュレーションを行う際、前記冷却ロールの内部の冷却用液体の分布を求め、前記冷却ロールの内部と表面および前記ウェブについての伝熱解析を行い、前記ウェブの温度を算出することを特徴とする請求項１記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項３】
前記冷却用液体の分布を求める際、前記冷却ロールの内部を分割した各領域における冷却用液体の体積率をVOF法により算出することを特徴とする請求項２記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項４】
前記冷却ロールは、前記冷却ロールの回転軸内の通液管から前記冷却ロールの径方向に冷却用液体を放出するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項５】
前記冷却ロールは、前記冷却ロールの回転軸内の通液管の端部から前記冷却ロールの軸方向に冷却用液体を放出するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項６】
前記冷却シミュレーションの結果に基づいて、前記ウェブの温度が所定値となるまで冷却するための前記冷却ロールの通液条件を求めることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項７】
前記製造装置が、インキによる印刷をウェブに行って製品を製造する印刷機であり、前記冷却用液体が冷却水であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項８】
前記製造条件は、少なくとも、印刷機のライン速度、ウェブの材質、加熱条件、ウェブへのインキ塗布量を含むことを特徴とする請求項７に記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項９】
前記通液条件は、少なくとも、前記冷却水の供給量と温度を含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の冷却シミュレーション装置。
【請求項１０】
ウェブから製品を製造する製造装置において加熱後のウェブを冷却する冷却ロールについて、ウェブの冷却シミュレーションを行う冷却シミュレーション装置が、
ウェブから製品を製造する製造条件と、冷却ロールに冷却用液体を通す通液条件とに基づいて、冷却ロールによる冷却後のウェブの温度を算出する冷却シミュレーションを行うことを特徴とする冷却シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブの冷却シミュレーションを行う冷却シミュレーション装置および冷却シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラビア印刷機などでは、印刷後のウェブを乾燥部にて加熱して乾燥し、インキ中の溶剤等を蒸発させた後、ウェブの冷却を行う。ウェブの冷却は、加熱後のウェブを冷却ロールで搬送することにより行い、この際冷却ロールの外周面に当接するウェブが冷却される。ウェブの冷却のため、冷却ロールの内部には冷却水が通される（特許文献１、２等参照）。
【０００３】
冷却ロールによってウェブを冷却することにより、ウェブ上のインキの軟粘化等が防止される。冷却ロールによる冷却が不足すると、軟粘化したインキがロールに付着することにより、インキトラレと呼ばれる印刷物の品質不良が生じる恐れがある。
【０００４】
これを防ぐためには、冷却ロールへの冷却水の通水を適切に制御することが有効である。例えば特許文献３では、冷却水の温度等を測定し、これを用いて冷却水の供給量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2010-7142号公報
【特許文献２】実開平6-27138号公報
【特許文献３】特開平7-108671号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３の方法では冷却水の温度を測定して冷却水の供給量を制御するものの、ウェブがどのように冷却されるかは予測できず、品質のばらつきや、冷却不足による印刷物の品質不良が発生する恐れがあった。また、ウェブを過剰に冷却すると、ランニングコストがかさみ、冷却ロールの結露による印刷物の品質不良が生じる恐れもあった。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、冷却ロールによるウェブの冷却シミュレーションができる冷却シミュレーション装置等を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するための第１の発明は、ウェブから製品を製造する製造装置において加熱後のウェブを冷却する冷却ロールについて、ウェブの冷却シミュレーションを行う冷却シミュレーション装置であって、ウェブから製品を製造する製造条件と、冷却ロールに冷却用液体を通す通液条件とに基づいて、冷却ロールによる冷却後のウェブの温度を算出する冷却シミュレーションを行うことを特徴とする冷却シミュレーション装置である。
【０００９】
前記冷却シミュレーションを行う際、前記冷却ロールの内部の冷却用液体の分布を求め、前記冷却ロールの内部と表面および前記ウェブについての伝熱解析を行い、前記ウェブの温度を算出することが望ましい。また、前記冷却用液体の分布を求める際、前記冷却ロールの内部を分割した各領域における冷却用液体の体積率をVOF法により算出することが望ましい。
【００１０】
前記冷却ロールは、例えば、前記冷却ロールの回転軸内の通液管から前記冷却ロールの径方向に冷却用液体を放出するものである。あるいは、前記冷却ロールの回転軸内の通液管の端部から前記冷却ロールの軸方向に冷却用液体を放出するものでもよい。
【００１１】
また、第１の発明の冷却シミュレーション装置は、前記冷却シミュレーションの結果に基づいて、前記ウェブの温度が所定値となるまで冷却するための前記冷却ロールの通液条件を求めることが望ましい。
【００１２】
例えば、前記製造装置はインキによる印刷をウェブに行って製品を製造する印刷機であり、前記冷却用液体は冷却水である。また、前記製造条件は、少なくとも、印刷機のライン速度、ウェブの材質、加熱条件、ウェブへのインキ塗布量を含み、前記通液条件は、少なくとも、前記冷却水の供給量と温度を含む。
【００１３】
第２の発明は、ウェブから製品を製造する製造装置において加熱後のウェブを冷却する冷却ロールについて、ウェブの冷却シミュレーションを行う冷却シミュレーション装置が、ウェブから製品を製造する製造条件と、冷却ロールに冷却用液体を通す通液条件とに基づいて、冷却ロールによる冷却後のウェブの温度を算出する冷却シミュレーションを行うことを特徴とする冷却シミュレーション方法である。
【００１４】
本発明では、ウェブから製品を製造する製造条件や冷却ロールに冷却用液体を通す通液条件に応じて冷却後のウェブの温度を予測し、これを把握することができる。また、製造条件や通液条件から冷却ロール内の冷却用液体の分布をVOF法等により求め伝熱解析を行うことで、様々な冷却ロールについて、冷却後のウェブの温度を好適に算出できる。さらに、シミュレーション結果に応じて、ウェブの温度を所定値まで冷却するための最適な通水条件を算出することができる。
【００１５】
これにより、本発明では、製造条件の変化等に応じて必要な冷却能力を達成するため最適な条件で冷却ロールを制御することが可能になり、省エネルギー化を達成できランニングコストを下げることができる。また、インキトラレ等の品質不良が生じることを防止でき、過剰に冷却することによる冷却ロールの結露も防止できる。また、作業者の経験を問わず、安定した品質で製品の生産が可能になる。
【００１６】
また、本発明は印刷機にて冷却水を用いてウェブの冷却を行う冷却ロールについて適用することが特に有効であり、その際、冷却シミュレーションに用いる製造条件としては印刷機のライン速度、ウェブの材質、加熱条件、ウェブへのインキ塗布量などがあり、通液条件としては冷却水の供給量や温度などがある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、冷却ロールによるウェブの冷却シミュレーションができる冷却シミュレーション装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】グラビア印刷機１０を示す図
【図２】冷却ロール１００、１００ａの概略構成を示す図
【図３】制御装置２０のハードウェア構成を示す図
【図４】冷却ロール１００を示す図
【図５】高速回転時の冷却ロール１００内の冷却水分布を示す図
【図６】低速回転時の冷却ロール１００ａ内の冷却水分布を示す図
【図７】ウェブ３の温度変化を示す図
【図８】制御装置２０の処理を示すフローチャート
【図９】冷却シミュレーションについて説明する図
【図１０】制御装置２０の処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
（１．冷却シミュレーション装置）
図１は、本発明の実施形態に係る冷却シミュレーション装置を適用するグラビア印刷機１０の概略構成を示す図である。
【００２１】
グラビア印刷機１０は、ウェブ３を搬送しつつ印刷を行い、印刷物（製品）の製造を行う印刷機（製造装置）である。ウェブ３は例えばOPP(Oriented Polypropylene;二軸延伸ポリプロピレン)や印刷用紙であるが、特に限定されることはない。
【００２２】
グラビア印刷機１０では、給紙部１１から供給されたウェブ３に対し、印刷部１２にて印刷を行う。印刷部１２は、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック等の各色のインキを版胴によりウェブ３に塗布して印刷を行う複数の印刷ユニット１２ａを有する。印刷部１２にて印刷が行われたウェブ３は、巻取部１３で巻き取られる。
【００２３】
各印刷ユニット１２ａには、乾燥部１４や冷却ロール１００が設けられる。乾燥部１４は、印刷後のウェブ３に熱風を吹き付け加熱して乾燥し、インキの溶剤等を蒸発させる。
【００２４】
冷却ロール１００は、前記したように、乾燥部１４から出た加熱乾燥後のウェブ３を搬送しつつ冷却を行うものであり、内部には冷却水（冷却用液体）が通される。これによりインキの軟粘化等を防ぎ、ウェブ３の搬送時にインキトラレ等の品質不良が生じることを防止する。
【００２５】
図２（ａ）は冷却ロール１００の概略構成を示す図であり、冷却ロール１００の軸方向断面を示したものである。図２（ａ）に示すように、冷却ロール１００は、両端が円盤状部材１０４で塞がれた中空円筒状の回転体１０１と、両円盤状部材１０４を貫通する回転軸１０２を備える。回転軸１０２の内部には冷却水の通水管１０５（通液管）が設けられる。冷却水は外部から通水管１０５へと供給され、通水管１０５から回転軸１０２の側面に設けた孔１０６を介して冷却ロール１００の径方向に放出される。なお、冷却ロール１００には、冷却水を排出するための図示しない排水孔も設けられる。
【００２６】
ただし、冷却ロールはこれに限ることはない。例えば図２（ｂ）の冷却ロール１００ａに示すように、両円盤状部材１０４のそれぞれを貫通する一対の回転軸１０３を設ける場合もある。通水管１０５は各回転軸１０３の内部に設けられており、この例では回転軸１０３の端部１０７から冷却ロール１００ａの軸方向に冷却水が放出される。
【００２７】
図１の説明に戻る。グラビア印刷機１０全体の制御は、制御装置２０によって行われる。特に本実施形態では、制御装置２０が冷却シミュレーション装置として機能し、ウェブ３に印刷を行って印刷物を製造する印刷条件（製造条件）についての情報と、冷却ロール１００に冷却水を通す通水条件（通液条件）についての情報から、冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を算出する冷却シミュレーションを行う。
【００２８】
印刷条件には、ウェブ３に関するものや、グラビア印刷機１０およびその稼働状態に関するものがあり、例えば、ウェブ３の材質や厚さ、乾燥部１４での加熱条件、グラビア印刷機１０のライン速度、ウェブ３と冷却ロール１００の接触範囲、印刷ユニット１２ａでのインキの塗布量、冷却ロール１００の材質などがある。通水条件は、冷却水の通水に関するものであり、例えば、冷却水の（単位時間当たり）供給量や供給する冷却水の温度、その他冷却ロール１００の通水管１０５等の構成などがある。
【００２９】
図３は制御装置２０のハードウェア構成を示す図である。制御装置２０は、例えば、制御部２１、記憶部２２、入力部２３、表示部２４、通信部２５等をバス２６により接続して構成されたコンピュータにより実現できる。但しこれに限ることなく、適宜様々な構成をとることができる。
【００３０】
制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される。ＣＰＵは、記憶部２２、ＲＯＭ、記録媒体などに格納された制御装置２０の処理に係るプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行する。ＲＯＭは不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳなどのプログラム、データなどを恒久的に保持している。ＲＡＭは揮発性メモリであり、記憶部２２、ＲＯＭ、記録媒体などからロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部２１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００３１】
記憶部２２は、例えばハードディスクドライブであり、制御部２１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳなどが格納される。これらのプログラムやデータは、制御部２１により必要に応じて読み出され、ＲＡＭに移して実行される。
【００３２】
入力部２３はデータの入力を行い、例えばキーボード、マウスなどのポインティングデバイス、テンキーなどの入力装置を有する。
表示部２４は、液晶パネルなどのディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示機能を実現するための論理回路（ビデオアダプタ等）を有する。
通信部２５は、ネットワーク等を介した通信を媒介する通信インタフェースであり、他の装置との間で通信を行う。
バス２６は、各部間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００３３】
（２．冷却シミュレーション）
本実施形態では、制御装置２０が、前記の印刷条件や通水条件に基づいて、冷却ロール１００内の冷却水流動解析、及び冷却ロール１００とウェブ３についての伝熱解析を行い、冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を算出する冷却シミュレーションを行う。これらの解析は既知のソフトウェアを用いて行うことができる。
【００３４】
例えば、冷却水流動解析としては、VOF（Volume
of Fluid）法を用いた解析を行い、冷却水分布を求めることが好適である。VOF法は自由表面流れを解析するための界面捕捉法の１つであり、既知であるが簡単に説明すると、解析領域の各微小要素に占める流体の体積率をVOF関数φ（例えば、全て液体の場合は１、全て気体の場合は０、液体と気体の界面では０＜φ＜１）で表現し、このVOF関数φに関する輸送方程式（移流方程式）を解くことにより、各時刻における流体分布を各微小要素のVOF関数φの値として求める手法である（例えば、弘崎聡、桜庭雅明、樫山和男“VOF 法を用いた自由表面流れ解析における高精度解析手法の構築”土木学会第58回年次学術講演会講演論文集（2003.9）pp.483-484参照）。
【００３５】
本実施形態では、冷却ロール１００の内部を、図４に一部を示すように微小要素１１１に分割し、前記の印刷条件や通水条件に基づいて、VOF法により各時刻における各微小要素１１１の冷却水１１２の体積率を算出する。これにより、冷却ロール１００内での冷却水１１２の分布とその変化について求めることができる。図４の例では、冷却水１１２の体積率が１である微小要素１１１を濃いハッチングで示し、体積率が０を超え１未満である微小要素１１１を薄いハッチングで示している。
【００３６】
図５、６は、VOF法を用いた冷却水流動解析を実際に行うことで、ある時刻の冷却ロール内の冷却水分布を求めた例であり、冷却ロール内の各微小要素の冷却水の体積率を、体積率１を黒、体積率０を白としたグレースケールで表したものである。なお、解析時には冷却水の通水管からの放出速度を0.5〜1m/sとしている。この速度は冷却水の供給量等から定めることができる。
【００３７】
図５は、グラビア印刷機１０のライン速度を400m/minとし、径方向に冷却水を放出する冷却ロール１００（図２（ａ）参照）を高速回転させた時の例であり、冷却水は冷却ロール１００の内周に沿って分布する。この場合、冷却ロール１００によるウェブ３の冷却能力は高くなる。
【００３８】
一方、図６は、グラビア印刷機１０のライン速度を80m/minとし、軸方向に冷却水を放出する冷却ロール１００ａ（図２（ｂ）参照）を低速回転させた時の例であり、冷却水は重力に従って冷却ロール１００ａ内の下部に分布する。この場合、冷却ロール１００ａによるウェブ３の冷却能力は低くなる。
【００３９】
このように、冷却ロール内の冷却水分布は、前記の印刷条件や通水条件、例えば冷却水の供給量、グラビア印刷機１０のライン速度、冷却ロールの通水管等の構成などに応じて、VOF法を用いて求めることができる。ただし、冷却水の分布を求める手法はこれに限らず、既知の様々な手法が適用可能である。
【００４０】
一方、伝熱解析については、例えば、インキ塗布および加熱乾燥後のウェブ３や、冷却ロール１００の表面についても同様に微小要素に分割し、ウェブ３、冷却ロール１００の表面、および冷却ロール１００の内部のそれぞれの微小要素について、前記の印刷条件や通水条件に基づいて、各時刻での隣り合う微小要素間の熱移動について既知の手法を用いた伝熱計算を行えばよい。これにより、ウェブ３の温度が算出できる。なお、計算時間短縮などの必要に応じて、例えば冷却ロール１００の表面全体を１要素として扱うことなども可能である。
【００４１】
図７（ａ）は、実際に伝熱解析を行ってウェブ３の温度変化を求めた例であり、各時刻におけるウェブ３の温度をグレースケールで示したものである。図では、ウェブ３の各微小要素の温度が、高温の箇所を白、低温の箇所を黒としたグレースケールで表され、ウェブ３と冷却ロール１００の接触時間によってウェブ３の温度がどう変化するかが示されている。
【００４２】
なお、図７（ａ）において環状の黒い部分は冷却ロールの表面を示しており、この例では冷却ロールの全周に渡ってウェブ３が巻き付けられ、その状態が変わらない（ウェブ３が移動しない）ものとしている。さらに、冷却水は図５に示したように冷却ロール１００の内周に沿って均一に分布しており、その分布状態がウェブ３と冷却ロール１００の接触時間の間一定であると仮定して簡易に計算を行っている。
【００４３】
ウェブ３の温度については、例えばウェブ３の加熱条件等からウェブ３の初期温度を定め、以降の熱移動について、ウェブ３の材質や厚さ、インキ塗布量、冷却水の温度、冷却ロール１００の表面の材質、および前記で求めた冷却水分布などから各微小要素の熱伝導率など必要な値を定めて伝熱解析を行い、算出することができる。この例では、ウェブ３が膜厚20μmのOPPであり、１m2あたり6.0gのインキを塗布するものとしている。また、加熱条件はウェブ３に温度75℃の熱風を0.3秒間、風量100m3/minで吹付けるものとし、冷却水の温度は20〜30℃としている。
【００４４】
図７（ｂ）は、ウェブ３と冷却ロール１００の接触時間を横軸とし、ウェブ３の表面の温度（例えば、ウェブ３の表面の微小要素の温度平均値）を縦軸として、ウェブ３の温度変化を示したものである。ウェブ３と冷却ロール１００の接触時間は、グラビア印刷機１０のライン速度や、ウェブ３と冷却ロール１００の接触範囲等により定まる。図４では、ウェブ３と冷却ロール１００の接触範囲が接触角（抱き角）αとして示されている。
【００４５】
（３．制御装置２０による冷却シミレーション）
次に、本実施形態の冷却シミレーション方法について説明する。図８はこの際の制御装置２０の処理を示すフローチャートであり、図８の各ステップは制御装置２０の制御部２１により実行される。
【００４６】
本実施形態では、まず、制御装置２０が前記の印刷条件と通水条件を取得する（Ｓ１）。本実施形態では、これらの情報について、グラビア印刷機１０の各所に設けたセンサなどから印刷中の値を取得する。なお、ウェブ３の材質や厚さなど必要なものについては事前に制御装置２０に入力し、制御装置２０が取得するようにしておく。
【００４７】
制御装置２０は、上記の印刷条件と通水条件を用いて、前記したように冷却ロール１００の内部の冷却水分布を算出し（Ｓ２）、伝熱解析により冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を算出する（Ｓ３）。
【００４８】
Ｓ２、Ｓ３では、例えば図９（ａ）の左図に示すように、冷却ロール１００との接触開始位置にあるウェブ３の箇所Ａでの温度を、ウェブ３の加熱条件等により定まる初期温度ａ0とする。そして、冷却ロール１００の回転によりウェブ３が移動し、箇所Ａが図９（ａ）の中図に示す状態を経て右図に示すように冷却ロール１００との接触終了位置に達するまでの間、所定の時間間隔の各時刻において、冷却ロール１００内の冷却水分布を求めるとともに前記した微小要素間の伝熱解析を行う。これにより、冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を、図９（ａ）の右図の箇所Ａにおけるウェブ３の温度ａ1（例えばウェブ３の表面の微小要素の温度）として算出することができる。
【００４９】
しかしながら、冷却後のウェブ３の温度の算出方法はこれに限ることはない。例えば図７（ａ）の例と同様、簡易に算出することもできる。すなわち、Ｓ３において、図９（ｂ）の左図に示すように加熱条件等により定まる初期温度ｂ０を有するウェブ３が接触範囲Ｂで冷却ロール１００に接触した状態で、そのまま（ウェブ３が移動せず）ウェブ３と冷却ロール１００の接触時間が経過し、且つ冷却水分布がその間一定である状態を仮定して伝熱解析を行う。これにより、冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を、図９（ｂ）の右図に示すように、接触時間経過後の接触範囲Ｂにおけるウェブ３の温度ｂ1（例えばウェブ３の表面の微小要素の温度平均値）として近似的に算出することが可能である。上記の冷却水分布には、例えば解析開始時点での分布を用いることができる。
【００５０】
こうして冷却シミュレーションを行うことにより、冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を予測することができる。冷却シミュレーションは印刷中定期的にまたは適当な時点で行い、算出した冷却後のウェブ３の温度を表示部２４等に表示することで、オペレータによる通水の制御に役立てることができる。オペレータは、例えば、冷却後のウェブ３の温度が適正範囲より高ければ冷却水の供給量を上げたり冷却水の温度を下げたりし、ウェブ３の温度が適正範囲より低ければ冷却水の供給量を下げたり冷却水の温度を上げたりする。
【００５１】
また、制御装置２０は、冷却シミュレーション結果に基づいてウェブ３の温度を所定値まで冷却するための最適な通水条件を算出することができる。以下この手順を図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０の各ステップは制御装置２０の制御部２１により実行される。
【００５２】
ここでは、まず、制御装置２０が前記の印刷条件を取得する（Ｓ１’）。前記と同様、印刷条件については印刷中の値を取得し、必要なものについては事前に制御装置２０に入力しておくことができる。
【００５３】
制御装置２０は、次に、前記と同様にして冷却ロール１００の内部の冷却水分布を算出し（Ｓ２’）、伝熱解析により冷却ロール１００による冷却後のウェブ３の温度を算出する（Ｓ３’）。
【００５４】
Ｓ２’で冷却水分布を求める際は通水条件として冷却水の供給量が必要であり、Ｓ３’で冷却後のウェブ３の温度を算出する際は通水条件として冷却水の温度が必要であるが、これらの値については、Ｓ１’において印刷中の値を取得して用いてもよいし、仮の値を初期値として用いてもよい。前者の場合、Ｓ２’、Ｓ３’の処理は前記のＳ２、Ｓ３と同じになる。
【００５５】
制御装置２０は、こうして冷却シミュレーションを行った結果に基づいて、ウェブ３の温度を所定値まで冷却するための最適な通水条件を算出する（Ｓ４’）。
【００５６】
Ｓ４’では、例えばＳ３’で求めた冷却後のウェブ３の温度を予め定める適正範囲（所定値）と比較し、適正範囲になければ通水条件を変更して前記と同様の冷却シミュレーションを行い冷却後のウェブ３の温度を算出する。例えば、ウェブ３の温度が適正範囲より高ければ冷却水の供給量を上げたり冷却水の温度を下げるなどし、ウェブ３の温度が適正範囲より低ければ冷却水の供給量を下げたり冷却水の温度を上げるなどして、冷却後のウェブ３の温度を再度算出する。
【００５７】
以下、冷却後のウェブ３の温度が適正範囲となるまで通水条件を変更しつつ冷却シミュレーションを行い、得られた温度が適正範囲になれば、その時の通水条件を最適な通水条件とする。制御装置２０は、最適な通水条件の算出を印刷中定期的にまたは適当な時点で行い、算出した最適な通水条件を表示部２４等に表示するなどして、オペレータによる通水の制御に役立てることができる。あるいは、算出した最適な通水条件に応じて、制御装置２０により冷却ロール１００の通水を自動制御することも可能である。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、ウェブ３の印刷条件や冷却ロール１００の通水条件に応じて冷却後のウェブ３の温度を予測してこれを把握することができる。また、印刷条件や通水条件から冷却ロール内の冷却水分布をVOF法等により求め伝熱解析を行うことで、様々な冷却ロールについて、冷却後のウェブ３の温度を好適に算出できる。さらに、シミュレーション結果に応じて、ウェブ３の温度を所定値まで冷却するための最適な通水条件を算出することもできる。
【００５９】
これにより、本実施形態では、印刷条件の変化等に応じて必要な冷却能力を達成するため最適な条件で冷却ロールを制御することが可能になり、省エネルギー化を達成できランニングコストを下げることができる。また、インキトラレ等の品質不良が生じることを防止でき、過剰に冷却することによる冷却ロールの結露も防止できる。また、作業者の経験を問わず、安定した品質で製品の生産が可能になる。
【００６０】
しかしながら、本発明はこれに限ることはない。例えば、本実施形態では印刷中に冷却シミュレーション等を行うが、印刷前に同様の手順により冷却シミュレーション等を行ってもよい。この場合、印刷条件等については、印刷機等の事前の設定値を制御装置２０に入力すればよい。
【００６１】
また、本発明は、冷却水の代わりにその他の冷却用液体を用いる場合にも適用でき、またオフセット輪転機など、グラビア印刷機１０以外の印刷機にも適用可能である。さらに、印刷機以外にも、ウェブから製品の製造を行う各種の製造装置の冷却ロールに適用可能である。その例としてはラミネーターやコーターなどがあり、これらの装置に応じた製造条件を前記と同様に利用して冷却シミュレーションを行うことが可能である。ただし、本発明はグラビア印刷機１０などの印刷機で冷却水を用いて冷却を行う冷却ロール１００について適用することが特に有効であり、その際ライン速度、ウェブの材質、加熱条件、ウェブへのインキ塗布量などの印刷条件や、冷却水の供給量や温度等の通水条件を用いることで、冷却シミュレーションが好適に行える。
【００６２】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６３】
３；ウェブ
１０；グラビア印刷機
１１；給紙部
１２；印刷部
１２ａ；印刷ユニット
１３；巻取部
１４；乾燥部
２０；制御装置
１００、１００ａ；冷却ロール
１０１；回転体
１０２、１０３；回転軸
１０４；円盤状部材
１０５；通水管
１０６；孔
１０７；端部
１１１；微小要素
１１２；冷却水
【図１】
2016107405.tif 000003
【図２】
2016107405.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図８】
2016107405.tif 000007
【図９】
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【図１０】
2016107405.tif 000009
【図５】
2016107405.tif 000010
【図６】
2016107405.tif 000011
【図７】
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