JP7096543B2 - 印刷装置 - Google Patents
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Description
このとき、印刷体を効率良く加熱乾燥させるため、加熱装置に対しては様々な加熱制御が行われている。
かかる液体塗布装置においては、乾燥部が印刷基材に吹き付ける空気の温度(乾燥部の空気出口の温度)を、印刷基材の耐熱性に応じて制御部により設定するようになっている。
なるものであり、エアヒータには、それぞれ、第1制御開始時の現在温度を測定するための温度検出部が取り付けられており、制御部が、第1エアヒータ部をONの状態とすると同時に第2エアヒータ部をOFFの状態とする第1制御と、第1エアヒータ部をOFFの状態とすると同時に第2エアヒータ部をONの状態とする第2制御と、ONの状態とするエアヒータの現在温度から目標温度を引いた温度差に基づいて、該エアヒータを、一定時間が経過する前に、OFFの状態とする第3制御とを行うものであり、第1制御と第2制御とが一定時間ごとに交互に切り替えられるものであり、一定時間を継続して加熱することを100%デューティとした場合、第3制御において、ONの状態とするエアヒータの現在温度が目標温度と同じである場合、X1%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、ONの状態とするエアヒータの現在温度が目標温度よりも高い場合、X2%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、ONの状態とするエアヒータの現在温度が目標温度よりも低い場合、X3%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、X1が20~30であり、X1、X2及びX3が、
X2<X1<X3
の関係式を満たす印刷装置に存する。
X5<X4<X1
の関係式を満たす上記(1)記載の印刷装置に存する。
また、上記印刷装置においては、制御部が、第1エアヒータ部をONの状態とすると同時に第2エアヒータ部をOFFの状態とする第1制御と、第1エアヒータ部をOFFの状態とすると同時に第2エアヒータ部をONの状態とする第2制御と、を行うものであり、且つ、これらを交互に切り替えるようにしているので、エネルギー効率にも優れるものとなる。
なお、第1エアヒータ部及び第2エアヒータ部を同時にONの状態とし、また、同時にOFFの状態とした場合は、両者を同時にONの状態としたときのエネルギー負荷が極めて大きくなるという欠点がある。
X2<X1<X3
の関係式を満たすものであることが好ましい。
また、現在温度が目標温度よりも高い場合においては、ONの状態とするエアヒータの温度差が0℃より大きく4℃未満である場合、X4%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものとし、ONの状態とするエアヒータの温度差が4℃以上である場合、X5%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものとし、X1、X4及びX5が、
X5<X4<X1
の関係式を満たすものであることがより好ましい。
これらの場合、エネルギー効率が更に優れるものとなる。
このとき、温度差が-3℃以下であるエアヒータに対し、分配デューティを割り当てるようにすることで、該当ヒータの温度のオーバーシュートを抑制することができる。
また、現在温度が低いエアヒータから順に、分配デューティの大きいものを割り当てるようにすることで、より短時間で効率良くエアヒータ同士間における温度差を小さくすることができる。
図1に示すように、本実施形態に係る印刷装置100は、インクジェット方式でインクを付与するインクジェット印刷装置となっている。
印刷装置100は、被印刷体1にインクを印刷する印刷部5と、該インクが印刷された印刷体1aを巻き付けて搬送するためのドラム3と、該ドラム3に対向するように配置され、印刷体1aを加熱乾燥するための複数のエアヒータからなる第1エアヒータ部6a及び第2エアヒータ部6bと、全てのエアヒータ6の加熱をそれぞれ独立にON/OFF制御可能な制御部4と、被印刷体1又は印刷体1aを案内するための複数の案内ロール2とを有する。
また、第1エアヒータ部6aを構成するエアヒータ6と、第2エアヒータ部6bを構成するエアヒータ6とは同じものである。なお、エアヒータ6の詳細については後述する。
ちなみに、ON/OFF制御は、ON制御及びOFF制御であり、ON制御とは、停止状態のエアヒータ6を稼働状態にする制御であり、OFF制御とは、稼働状態のエアヒータ6を停止状態にする制御である。なお、制御部4の詳細については後述する。
これにより、印刷装置100においては、エアの温度調整をシンプルに行うことが可能となっている。
次に、印刷体1aは、更に複数の案内ロール2に案内され、ドラム3の外周面に巻き付くように接触して案内されると共に、エアヒータ6により一方の面側から加熱乾燥される。
ここで、案内ロール2は、回転量を適宜調整されながら駆動させる搬送ロールと、連れ周りをするガイドロールとから構成されており、印刷装置100の入口から乾燥ドラムを経て印刷装置100の出口までの区間において、被印刷体1及び印刷体1aを蛇行することなく所定のテンションを維持するような位置に適宜配置されている。
また、ドラム3は、その表面を加熱可能な加熱ドラムとなっているので、印刷体1の他方の面側がドラム3により加熱乾燥される。すなわち、印刷装置100においては、印刷体1aの両側が同時に加熱乾燥されることになる。
そして、加熱乾燥された印刷体1aは、案内ロール2により更に案内され、図示しない回収部で回収される。
また、インクとしては、特に限定されないが、染料、顔料等の着色剤と、水系溶媒と、必要に応じて添加される公知の添加剤とを含むものが用いられる。
なお、印刷装置100においては、被印刷体1に、インクが所定の模様等となるように印刷されたものを印刷体1aとしている。
印刷装置100において、ドラム3は、中空部を有する中空円柱状であり、図示しないバンドヒータが当該中空部に内蔵されている。
そして、バンドヒータがドラム3の内周面を加熱すると、熱が伝導して、ドラム3の外周面も加熱されるようになっている。なお、印刷体1aが擦れることによる印刷面の画質低下やドラム3の外周面への汚れを防止するため、印刷体1aは、印刷面の裏面がドラム3に接するように案内される。このため、印刷体1aは、ドラム3の外周面に接することにより、印刷面の裏面側から加熱乾燥されることになる。
エアヒータ6は、加熱されたエアを、印刷体1aに向けて吹き付けることが可能となっている。このため、印刷体1aは、エアヒータ6により、印刷面側から加熱乾燥されることになる。
図2(A)に示すように、エアヒータ6は、隣合う2基ずつが連結されている。
また、エアヒータ6は、ドラム3の幅に略一致するように、ドラム3の幅方向に延びる中空角柱状となっている。このため、エアヒータ6から吹き付けられる熱風は、ドラム3の全幅に及ぶことになる。
印刷装置100において、ハウジング部63は、底板63bと、底板63bに取り付けられたヒータカバー63aとからなる。
したがって、ノズル部62及びヒータ部61は、底板63bの上側に配置され、ヒータカバー63aによって、これらの周囲が覆われている。
図2(B)に示すように、ヒータ部61は、上面視でU字状に屈曲しており、両側の端部に電極が設けられている。
ヒータ部61は、螺旋状の放熱部Rを有しているため、その表面積が大きくなっている。これにより、ヒータ部61は、ハウジング部63内部のエアを効果的に加熱することが可能となっている。
ヒータ部61は、上述したようにU字状であるため、図2(A)のA-A線で切断すると、上流側と下流側に一列ずつ設けられていることになる。
ノズル部62は、両側のヒータ部61の間の上方に、ヒータ部61に向けてエアを吹き付け可能となるように配置される。
ノズル部62は、内部を圧縮されたエアが流通可能となっており、ノズル部62の下側に、両側のヒータ部61に向けて設けられた一対のノズル穴Nを有している。なお、かかるノズル穴Nは、ノズル部62の長さ方向に沿って複数設けられている(図2(A)参照)。このため、ノズル部62は、ハウジング部63内部にノズル穴Nからエアを供給することが可能となっている。なお、供給されたエアは、上述したように、ヒータ部61により加熱される。
温度検出部65は、ヒータ部61により加熱されたエアが充填されているハウジング部63内部である空間Vの温度を測定可能となっている。
また、温度検出部65は、後述する制御部4に、後述する現在温度からなる温度情報を送信可能となっている。
また、2基のエアヒータ6においては、ドラムの周方向において、上流側のスリットSと下流側のスリットSとが同じ位置とならないように、互い違いに配置されている。これにより、底板63bの強度が低下することを抑制できると共に吹付け範囲のムラを軽減できる。なお、底板63bの強度が十分である場合には、ドラム3の幅方向全体に延びる1つのスリットとしてもよい。
なお、かかるスリットSの幅H2は、吹付け幅及びエア圧の観点から、0.5mm~1.0mmであることが好ましい。
なお、かかる制御プログラムは、ハードディスクドライブ等の外部記憶装置や上記ROM等に格納されている。
また、第1制御及び第2制御を行うことを前提として、第3制御は、ONの状態とするエアヒータの現在温度から目標温度を引いた温度差に基づいて、該エアヒータを、一定時間が経過する前に、OFFの状態とする制御である。
また、第1制御、第2制御及び第3制御を行うことを前提として、第4制御は、100%のデューティから更新デューティを引いた残り時間である分配デューティを、OFFの状態であるエアヒータに割り当てて、該エアヒータを加熱する制御である。
図3(A)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第1制御及び第2制御が行われる場合を説明するための説明図であり、図3(B)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第1制御及び第2制御が行われる場合のフロー図である。
図3(A)及び図3(B)に示すように、制御の第1実施形態においては、制御部4により、第1制御と第2制御とが一定時間Tごとに交互に切り替えられて行われる。
例えば、エアヒータA1、エアヒータA2及びエアヒータA3をONの状態とし、エアヒータB1、エアヒータB2及びエアヒータB3をOFFの状態とする第1制御が行われ、その状態で一定時間Tが経過した後、エアヒータA1、エアヒータA2及びエアヒータA3をOFFの状態とし、エアヒータB1、エアヒータB2及びエアヒータB3をONの状態とする第2制御が行われる。なお、第2制御が行われ、その状態で一定時間Tが経過した後、再び第1制御が行われる。
このとき、一定時間Tは、温度安定化と効率の観点から、0.1秒~3秒であることが好ましく、1秒~2秒であることがより好ましい。なお、一定時間Tの値は、条件によって変動するパラメータにより設定することが可能である。
図4(A)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第1制御、第2制御及び第3制御が行われる場合を説明するための説明図であり、図4(B)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第1エアヒータ部の第1制御、第2制御及び第3制御が行われる場合のフロー図であり、図4(C)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第2エアヒータ部の第1制御、第2制御及び第3制御が行われる場合のフロー図である。
図4(A)、図4(B)及び図4(C)に示すように、制御の第2実施形態においては、第1制御及び第2制御が行われることを前提として、制御部4により、第3制御が行われる。
なお、第1制御及び第2制御の説明は上述したことと同様であるので説明を省略する。
また、「目標温度」とは、予め設定される目標とする温度を意味する。なお、目標温度は任意に設定することができる。
また、「温度差」とは、現在温度から目標温度を引いた値を意味する。すなわち、温度差が正の値の場合は、現在温度が目標温度よりも高いことを意味し、温度差が負の値の場合は、現在温度が目標温度よりも低いことを意味し、温度差が0の場合は、現在温度と目標温度とが同じであることを意味する。
なお、温度差が所定の範囲内でないエアヒータA1及びエアヒータA3に対しては、第3制御は行われない。
その後、エアヒータA1、エアヒータA2及びエアヒータA3は、第2制御により、OFFの状態となる。
ちなみに、第1制御により、OFFの状態であるエアヒータB1、エアヒータB2及びエアヒータB3は、第1制御においてはOFFの状態が維持される。
このとき、温度差が所定の範囲内であるエアヒータB3に対しては、一定時間Tが経過する前に、OFFの状態とする第3制御が行われる。
なお、温度差が所定の範囲内でないエアヒータB1及びエアヒータB2に対しては、第3制御は行われない。
その後、エアヒータB1、エアヒータB2及びエアヒータB3は、第1制御により、OFFの状態となる。
ちなみに、第2制御により、OFFの状態であるエアヒータA1、エアヒータA2及びエアヒータA3は、第2制御においてはOFFの状態が維持される。
まず、本明細書においては、一定時間Tを継続して加熱することを100%デューティとし、途中まで加熱することをデューティの割合で示す。ちなみに、50%デューティである場合は、一定時間Tに50%(0.5)を乗じた0.5Tが加熱時間となる。
また、ONの状態とするエアヒータの現在温度が目標温度よりも高い場合、X2%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とする。
また、ONの状態とするエアヒータの現在温度が目標温度よりも低い場合、X3%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とする。
ちなみに、これらの加熱を開始するタイミングは、第1制御又は第2制御の切り替え時である。
X2<X1<X3
の関係式を満たす。
なお、X2は0より大きく、X3は100を超えない。
すなわち、X2%デューティは、X1%デューティよりも小さい値となるから、より短い時間、加熱することになる。また、X3%デューティは、X1%デューティよりも大きい値となるから、より長い時間、加熱することになる。
例えば、X1を26とした場合、X2は0より大きく26より小さい値となり、X3は26より大きく100より小さい値となる。
ONの状態とするエアヒータの温度差が0℃より大きく4℃未満である場合、X4%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とし、ONの状態とするエアヒータの温度差が4℃以上である場合、X5%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とすることが好ましい。
X5<X4<X1
の関係式を満たす。
なお、X5は0より大きい。
すなわち、X4%デューティは、X1%デューティよりも小さい値となるから、より短い時間、加熱することになる。また、X5%デューティは、X4%デューティよりも小さい値となるから、更に短い時間、加熱することになる。
例えば、X1を26とし、X4とX5との境界を12.5とした場合、X4は12.5より大きく26より小さい値となり、X5は0より大きく12.5以下の値となる。
また、目標温度との温度差に応じてデューティを変更しているため、エアの温度の変動を最小限に抑えることができる。
図5(A)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第1制御、第2制御、第3制御及び第4制御が行われる場合を説明するための説明図であり、図5(B)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第1エアヒータ部の第1制御、第2制御、第3制御及び第4制御が行われる場合のフロー図であり、図5(C)は、本実施形態に係る印刷装置において制御部による第2エアヒータ部の第1制御、第2制御、第3制御及び第4制御が行われる場合のフロー図である。
図5(A)、図5(B)及び図5(C)に示すように、制御の第3実施形態においては、第1制御、第2制御及び第3制御が行われることを前提として、制御部4により、第4制御が行われる。
なお、第1制御、第2制御及び第3制御の説明は上述したことと同様であるので説明を省略する。
また、第4制御は、第3制御と略同時に行われるので、フローの説明は省略する。
そして、取り出された分配デューティを、図5(C)に示すように、第1制御により、OFFの状態である第2エアヒータ部のエアヒータB1に割り当てて、該エアヒータB1を加熱する(図5(A)参照)。
なお、第3制御によりOFFの状態としたエアヒータがない場合は、第4制御は行われない。
そして、取り出された分配デューティを、図5(B)に示すように、第2制御により、OFFの状態である第1エアヒータ部のエアヒータA1に割り当てて、該エアヒータA1を加熱する(図5(A)参照)。
また、第3制御によりOFFの状態としたエアヒータのうち、現在温度が低いエアヒータから順に、分配デューティの大きいものが割り当てられるようにすることが好ましい。すなわち、現在温度が最も低いエアヒータに、分配デューティが最も大きいものを割り当て、現在温度が最も低くないエアヒータに、分配デューティが最も小さいものを割り当てることが好ましい。この場合、より短時間で効率良くエアヒータ同士間における温度差を小さくすることできる。
また、エアヒータ同士間における温度差を極力小さくすることができる。
また、目標温度との温度差に応じてデューティを変更しているため、エアの温度の変動を最小限に抑えることができる。
なお、インクジェット印刷装置である場合、印刷部5は、ラインヘッド式に限定されず、シリアルヘッド式であってもよい。
また、第1エアヒータ部6a又は第2エアヒータ部6bは、それぞれ、18基のエアヒータ6を含んでいるが、エアヒータの数は、特に限定されない。
本発明の印刷装置100によれば、エアの温度調整をシンプルに行うことができ、且つ、エネルギー効率にも優れる。
1a・・・印刷体
100・・・ 印刷装置
2・・・案内ロール
3・・・ドラム
4・・・制御部
5・・・印刷部
6,A1,A2,A3,B1,B2,B3・・・エアヒータ
61・・・ヒータ部
62・・・ノズル部
63・・・ハウジング部
63a・・・ヒータカバー
63b・・・底板
65・・・温度検出部
6a・・・第1エアヒータ部
6b・・・第2エアヒータ部
N・・・ノズル穴
R・・・放熱部
S・・・スリット
Claims (6)
- 被印刷体にインクを印刷する印刷部と、該インクが印刷された印刷体を加熱乾燥するための第1エアヒータ部及び第2エアヒータ部と、前記第1エアヒータ部及び前記第2エアヒータ部の加熱をON/OFF制御する制御部とを有する印刷装置において、
前記第1エアヒータ部及び前記第2エアヒータ部がそれぞれ、少なくとも1基以上のエアヒータからなるものであり、
前記エアヒータには、それぞれ、第1制御開始時の現在温度を測定するための温度検出部が取り付けられており、
前記制御部が、前記第1エアヒータ部をONの状態とすると同時に前記第2エアヒータ部をOFFの状態とする前記第1制御と、前記第1エアヒータ部をOFFの状態とすると同時に前記第2エアヒータ部をONの状態とする第2制御と、ONの状態とする前記エアヒータの前記現在温度から目標温度を引いた温度差に基づいて、該エアヒータを、前記一定時間が経過する前に、OFFの状態とする第3制御とを行うものであり、
前記第1制御と前記第2制御とが一定時間ごとに交互に切り替えられるものであり、
前記一定時間を継続して加熱することを100%デューティとした場合、
前記第3制御において、ONの状態とする前記エアヒータの前記現在温度が前記目標温度と同じである場合、X1%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、
ONの状態とする前記エアヒータの前記現在温度が前記目標温度よりも高い場合、X2%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、
ONの状態とする前記エアヒータの前記現在温度が前記目標温度よりも低い場合、X3%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、
前記X1が20~30であり、
前記X1、前記X2及び前記X3が、
X2<X1<X3
の関係式を満たす印刷装置。 - ONの状態とする前記エアヒータの前記温度差が0℃より大きく4℃未満である場合、X4%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、
ONの状態とする前記エアヒータの前記温度差が4℃以上である場合、X5%デューティに更新した更新デューティで加熱した後、該エアヒータをOFFの状態とするものであり、
前記X1、前記X4及び前記X5が、
X5<X4<X1
の関係式を満たす請求項1記載の印刷装置。 - 100%のデューティから前記更新デューティを引いた残り時間である分配デューティを、前記制御部が、OFFの状態である前記エアヒータに割り当てて該エアヒータを加熱する第4制御を行う請求項1又は2に記載の印刷装置。
- 前記第4制御において、前記温度差が-3℃以下であるエアヒータに対し、前記分配デューティを割り当てる請求項3記載の印刷装置。
- 前記第4制御において、前記現在温度が低いエアヒータから順に、前記分配デューティの大きいものを割り当てる請求項3又は4に記載の印刷装置。
- 前記エアヒータが、エアを吹き付けるための開口部を有するハウジング部と、該ハウジング部に内蔵されたノズル部及びヒータ部とを有しており、
前記ノズル部が前記ハウジング部内部にエアを供給するものであり、
前記ヒータ部が前記ハウジング部内部のエアを加熱するものである請求項1~5のいずれか1項に記載の印刷装置。
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