JP2016180581A - 調整および制御された、ペーパーウェブの再加湿および乾燥の方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷基材または印刷物の均一な乾燥を可能とし、その結果、印刷基材ウェブおよびその他の処理に最適であり、所望の残留湿度であるとともに乾燥度が均一となる、印刷基材の相対湿度を変化させるための方法を提供する。【解決手段】印刷基材をそれぞれの乾燥強度で乾燥させるために、印刷基材の搬送方向に対して横方向に配置されており、当該印刷基材の方向を向いている複数の乾燥素子１４を含む乾燥ユニット１によって行われる印刷基材の相対湿度を変化させる方法にあっては、乾燥素子を個々に制御することができ、印刷基材ウェブ２または印刷物の特に均一な乾燥を可能とし、その結果、所望の残留湿度であり、印刷基材ウェブおよびその他の処理にとって最適かつ均一な乾燥度とすることができる。そのために、少なくとも２つの乾燥素子は、印刷基材の搬送方向に対して横方向の少なくとも２つの領域に、異なる乾燥強度が適用されるように制御される。【選択図】図１

Description

本発明は、印刷基材をそれぞれの乾燥強度で乾燥させるために、印刷基材の搬送方向に対して横向きに配置されているとともに印刷基材の方向に向けられた複数の乾燥素子を含む乾燥ユニットによって行われ、その際に、乾燥素子を個別に制御可能である、印刷基材の相対湿度を変化させるための方法と、印刷基材をそれぞれの湿量で加湿するために、印刷基材の搬送方向に対して横向きに配置されているとともに印刷基材の方向に向けられた複数の加湿素子を含む加湿装置で行われ、その際に、加湿素子を個別に制御可能である、印刷基材の相対湿度を変化させるための方法と、に関する。

デジタル印刷機、特にインクジェット印刷方法にしたがって作動するデジタル印刷機では、比較的大量のインクが液体の状態で印刷基材上に塗布され、印刷基材の中へと染み込むが、このことは特に、印刷用インクの溶剤である水が大量に用紙に染み込む場合に問題となることがある。その場合、特に、用紙が長手方向および繊維に対して横方向に膨張すること、すなわち、いわゆる水たるみの形成、つまり、膨張によって引き起こされる用紙の伸張および用紙の機械的性質の変化に注意すべきである。このことは、印刷基材をさらに処理する経過において問題となり、それとともに最終製品の品質が失われ、さらには例えば印刷基材を排出するときに印刷基材の方向に見られる、程度が非常に高い用紙のうねりに起因して、インク塗布が非対称または不均一となる。

湿度によって印刷工程およびその後に続く後処理工程に影響を及ぼされることがある。このことは後処理において、例えば、静電気に関係して用紙が異常に反応するか、またはひどくうねってしまうという問題に繋がる。しかしながら、用紙の湿度が部分的に高いことによって静電気が放電するために、印刷基材の厚さが厚い場合には、例えば重なり合っているシートを結合するために、または折丁するために、静電気が使用されないこともある。

それゆえ、従来技術においては、印刷基材の湿度を低くするために、電熱線を用いて印刷基材を乾燥させる乾燥ユニットが使用されている。

特許文献１には、例えば、印刷基材ウェブのための上述したような乾燥ユニットが開示されている。この乾燥ユニットには、印刷基材ウェブに対して横方向に配置された複数の乾燥素子が備えられている。各々の乾燥素子は、周囲の空気を加熱するための電熱線と、温かい空気を印刷基材ウェブの方向に向けるファンと、を含んでいる。このような方式および方法によって、乾燥ユニットを通過して送られる印刷基材ウェブ自体またはインクは乾燥される。ウェブ幅にわたって乾燥温度をできるだけ均一にするために、空気温度を測定するセンサが乾燥素子の中に備えられている。このデータは、均一な温度分布およびそれに関連する乾燥が可能なように、各々の乾燥素子の速度を調整するために使用される。

国際公開第２０１４／０４６６６５号パンフレット

もっとも、このような装置は、印刷基材ウェブまたは印刷物が乾燥後にも不均一な湿度分布を有することを防ぐことができない。また、開始湿度によっては、特許文献１の場合にも、限界湿度を超える領域、およびさらにはそれとは逆に、乾燥し過ぎた他の領域が生じ、それによって印刷基材ウェブの特性も同様に損なわれてしまうことがある。したがって、このような装置は、湿度が不均一な場合には、湿度の高い領域は乾燥させることができるが、それと同時に、湿度があまり高くないか、または通常（相対湿度が約２％から５％まで）である領域は、溶剤／水の不足によって過度に乾燥してしまい、その結果、用紙の残存湿度は、例えば、相対湿度２％未満に低下してしまう。しかし、このような乾燥した用紙は同様に極めて脆く、堅いため、機械的性質が不利であり、また同様に処理し難い。

従って、本発明の課題は、できるだけ容易な方式および方法で印刷基材または印刷物の特に均一な乾燥を可能とし、その結果、印刷基材ウェブおよびその他の処理に最適であり、所望の残留湿度であるとともに乾燥度が均一となる、上述した性質で示される印刷基材の相対湿度を変化させるための方法を提供することにある。

本発明によれば、上記課題は、少なくとも２つの乾燥素子が、印刷基材の搬送方向に対して横方向の少なくとも２つの領域に異なる乾燥強度が適用されるように制御される、および／または、少なくとも２つの加湿素子が、印刷基材の搬送方向に対して横方向の少なくとも２つの領域に異なる湿量が適用されるように制御されることで解決される。

本発明は、溶剤／水の染み込みがインク塗布に依存することを考慮したことから始まる。インクも均一に塗布されないために、湿度も、印刷基材に対して均一に分布するのではなく、印刷基材方向においても印刷基材に対して横方向においても変化してしまい、通常は、両方向で不均一となる。ここで、乾燥期間が同じであれば、湿度の高い領域は、湿度の低い領域よりも強く乾燥させなければならず、または別の、またはさらなる形態の場合には、湿度の低い領域は、乾燥前または乾燥後に、それに応じてより強く加湿しなければならないことが分かった。この理由により、印刷基材の搬送方向に対して横方向に配置された複数の乾燥素子または加湿素子は、乾燥強度、すなわち乾燥させるために供給される温度、または、加湿強度、すなわち湿量、が異なるように設定される。その場合、異なる乾燥強度または加湿強度が適用される、印刷基材の方向に対して横方向の少なくとも２つの領域または区域が設けられる。

印刷基材を最適に乾燥させる、または、印刷基材の残存湿度をできるだけ一定にするためには、特に好ましい実施形態において、乾燥素子または加湿素子の制御は、センサユニットの測定データに基づいて行われる。その場合、好ましい実施形態において、印刷基材の相対湿度が測定される。その場合、センサ素子も同様に、印刷基材の搬送方向に対して横方向に配置された複数のセンサ素子から構成されていてもよい。その場合、センサ素子は、印刷基材の個々の領域の相対湿度を測定する。制御ユニットは、続いて、個々の領域の測定データに基づいて、個々の領域に帰属する乾燥素子または加湿素子を制御し、最適な乾燥強度または湿量が決定され、その後で印刷基材ウェブは搬送方向に対して横方向において、基本的に一定の相対湿度分布を示す。

相対湿度を測定するためのセンサユニットの他に、ウェブのうねりを検出し、このうねりに基づいて湿度を間接的に決定してもよい。インクジェット方法の場合には、溶剤／水の染み込みが印刷内容に依存するため、湿度の高い箇所をインク塗布の多い箇所と同一視しなければならない。したがって、センサ素子として、インク塗布が異なる箇所を検出するための光学センサを使用してもよい。

インク層が厚い箇所は水分層が厚く、インク層が中程度の箇所は水分層が中程度であり、インク層が薄い箇所は水分層が薄いこと等々に対応するため、インク層と水分または水分の入り込みとの直接的な関係に基づいて、印刷データまたは予備データからも湿度の高い領域を生成することができる。この理由により、別の、またはさらなる有利な形態において、乾燥素子または加湿素子の制御は、保存または入力された印刷データまたは予備データに基づいて行われる。その場合、乾燥素子または加湿素子の適時の最適に調整された制御を達成するために、さらに、印刷基材の速度および印刷基材の経路を考慮してもよい。

印刷基材の搬送方向におけるインク層の変化を考慮するために、好ましい実施形態では、乾燥素子または加湿素子は、印刷基材の搬送方向における少なくとも２つの領域に、異なる乾燥強度または湿量を適用させるように制御されてもよい。

本発明によって達成される有利な点は、特に、印刷基材の搬送方向に対して横方向または搬送方向における個別の領域の異なる乾燥または加湿によって、印刷過程の範囲内で印刷基材の不均一な相対湿度を調整できることにある。これにより、基本的に均一であり一定の相対湿度分布とすることができる。さらに、乾燥素子および加湿素子の個別の制御によって、所望の、そしてさらなる処理に最適な、印刷基材の残存湿度とすることができる。

本発明の実施例は図面に基づいて詳細に説明される。

センサバーおよび乾燥バーを含む乾燥ユニットを示す。 さらに加湿バーを含む乾燥ユニットを示す。

全ての図面において同一の部材には同一の符号を付す。

図１に、印刷基材ウェブ２の相対湿度を、所望の、調節可能な値に低下させる、印刷基材ウェブのための乾燥ユニット１を示す。この場合、印刷基材ウェブ２が乾燥ユニット１を通過後に、印刷基材ウェブ２の相対湿度が、印刷基材ウェブ２の幅Ｂにわたって基本的に一定の値を示すように制御される。

図１の乾燥ユニット１は、乾燥バー４の他に、測定範囲が印刷基材ウェブ２の全幅Ｂにわたっており、相対湿度または印刷基材ウェブ２の相対湿度を直接的または間接的に測定可能な他の測定量を測定するセンサユニット６を、センサバーの形で示している。その場合、図１および図２の実施例によるセンサユニット６は、印刷基材ウェブ２の定められた部分的断片のそれぞれを測定する、並行して配置された複数のセンサ素子８を含んでいる。別の実施形態において、センサユニット６は、印刷基材ウェブ２の搬送方向ｘに対して横方向に横断して配置された、単独のセンサ素子８または複数のセンサ素子８を含んでいてもよい。センサユニット６は、データ側においてデータ回線１２を介して評価ユニット１０に接続されており、センサ素子８の測定データはデータ回線１２を介して評価ユニット１０に送られ、さらに必要な場合には、評価ユニット１０または図示しない制御モジュールの制御指令がセンサユニット６に送られてもよい。

評価ユニット１０は、測定データから印刷基材ウェブ２の幅Ｂにわたる印刷基材ウェブ２の相対湿度のプロファイルを作成し、また、印刷基材ウェブ２の所望の相対残存湿度が得られるように、これらの値から乾燥バー４に最適な調整を決定する。そのために乾燥バー４も同様に複数の乾燥素子１４を含んでおり、それらは並んで配置されているとともに基本的には印刷基材ウェブ２の全幅Ｂにわたって配置され、印刷基材ウェブ２の各々の帰属された領域の相対湿度を低下させるように形成されている。その場合、個々の乾燥素子１４を制御することができ、乾燥強度は個々に調整され、その結果、最適な方式および方法において、測定された印刷基材ウェブ２の相対湿度の実際プロファイルから、乾燥素子１４を制御することによって、相対湿度の所望の目標プロファイルを得ることができる。そのために、乾燥バーはデータ側においても、乾燥素子１４の各々に制御指令を送るために、データ回線１６を介して評価ユニット１０または図示しない制御モジュールに接続されている。

それゆえに、このような乾燥ユニット１によって相対湿度分布が異なる印刷基材ウェブ２（印刷基材ウェブ２の上に濃度の異なるグレーを示す）を、相対湿度に従って乾燥させることができ、その結果、印刷基材ウェブ２の相対的な残存湿度分布は均一となる。

別の、またはさらなる実施形態において、乾燥ユニット１は加湿バー１８も含んでいてもよい。このような乾燥ユニット１の形態を図２に示す。

加湿バー１８もまた、基本的に印刷基材ウェブ２の全幅Ｂにわたって配置されており印刷基材ウェブ２の個々の割り当てられた領域を加湿することができる、相並んだ複数の加湿素子２０を含んでおり、その結果、印刷基材ウェブ２の相対湿度が高くなる。加湿ユニット１８も、データ側においてデータ回線１６を介して評価ユニット１０に接続されており、その結果、評価ユニット１０または評価ユニットの図示しない制御モジュールから、加湿バー１８に制御信号を送ることができる。

しかしながらもっとも、図１の乾燥ユニット１と異なり、印刷基材ウェブは、印刷基材ウェブ２の幅Ｂにわたって基本的に一定の相対湿度に低下している、または乾燥しているのではなく、印刷基材ウェブ２の湿度が個々の領域で高くなり、その結果、相対湿度の分布が均一となってもよい。印刷基材ウェブの相対湿度を所望の目標値に低下させるために、印刷基材ウェブＢの搬送方向ｘにおける加湿バー１８の下流、またはそれとは別に、図示しない形で、加湿バー１８の上流に、乾燥バー２４が備えられていてもよい。この場合、乾燥バー２４は、図１に示すように複数の個別に制御可能な乾燥素子１４を含んでいてもよい。加湿素子２０によって印刷基材ウェブ２の幅Ｂにわたる相対湿度が一様であるため、印刷基材ウェブ２の幅Ｂにわたって延びる、単独の乾燥素子１４を使用してもよい。乾燥バー２４を制御するために、乾燥バー２４もまた、データ側においてデータ回線２６を介して評価ユニット１０に接続されている。

１ 乾燥ユニット
２ 印刷基材ウェブ
４ 乾燥バー
６ センサユニット
８ センサ素子
１０ 評価ユニット
１２ データ回線
１４ 乾燥素子
１６ データ回線
１８ 加湿バー
２０ 加湿素子
２２ データ回線
２４ 乾燥バー
Ｂ 印刷基材ウェブの幅
ｘ 印刷基材ウェブの搬送方向

Claims (7)

1. 印刷基材（２）をそれぞれの乾燥強度で乾燥させるために、当該印刷基材（２）の搬送方向（ｘ）に対して横方向に配置されているとともに当該印刷基材（２）の方向に向けられた複数の乾燥素子（１４）を含む乾燥ユニット（１）によって行われ、その際に、当該乾燥素子（１４）を個別に制御可能である、印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法であって、
   少なくとも２つの乾燥素子（１４）は、前記印刷基材（２）の搬送方向（ｘ）に対して横方向の少なくとも２つの領域において、異なる乾燥強度が適用されるように制御されることを特徴とする、印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法。
2. 印刷基材（２）をそれぞれの湿量で加湿するために、当該印刷基材（２）の搬送方向（ｘ）に対して横方向に配置されているとともに当該印刷基材（２）の方向に向けられた複数の加湿素子（２０）を含む加湿装置（１８）によって行われ、その際に、当該加湿素子（２０）を個別に制御可能である、印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法であって、
   少なくとも２つの加湿素子（２０）は、前記印刷基材（２）の搬送方向（ｘ）に対して横方向の少なくとも２つの領域に異なる湿量が適用されるように制御される、印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法。
3. 前記乾燥素子（１４）または前記加湿素子（２０）の制御は、センサユニット（６）の測定データに基づいて行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法。
4. 前記センサユニット（６）は、前記印刷基材ウェブ（２）の相対湿度を測定することを特徴とする、請求項３に記載の印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法。
5. 前記乾燥素子（１４）または前記加湿素子（２０）の制御は、保存または入力された印刷データまたは予備データに基づいて行われることを特徴とする、請求項１または２に記載の印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法。
6. 前記乾燥素子（１４）または前記加湿素子（２０）は、前記印刷基材（２）の搬送方向（ｘ）における少なくとも２つの領域に異なる乾燥強度または湿量が適用されるように制御されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の方法を実施するための手段が設けられた、印刷基材（２）の相対湿度を変化させるための装置。