JP5595748B2 - シート乾燥制御装置及び乾燥制御方法並びにシート乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを乾燥する乾燥装置本体の乾燥動作を制御するシート乾燥制御装置に関し、特に、乾燥装置本体におけるシートの乾燥品質を向上する技術に関する。

シートは、紙、フィルムや金属板等様々な基材のものがあり、一般的にウェブと呼ばれる連続的に巻き取られた状態のもの（例えば、巻き取り紙）や、連続していない枚葉状のものがある。そして、シートは、例えば、インクを混合した揮発性の有機溶剤を塗布（印刷工程）等され、その後、乾燥装置本体によって乾燥される。シートの乾燥装置本体は、シートを乾燥させる作用（以下、「乾燥作用」という）を、例えば、加熱された熱風等により与え、この熱風の温度等により、乾燥作用の強度を調節して制御される。

ここで、最適な強度の乾燥作用がシートに作用するように、乾燥装置本体を運転すると、シートの乾燥品質（例えば、しわ、にじみの有無やその程度等）は最適となる。しかし、シートの乾燥作用の最適な強度は、例えば、シート基材の種類、乾燥させるシートの厚み及びインク塗布量等（以下、「印刷条件」という）や、乾燥装置本体の設置環境（例えば、周囲の温度、気圧など）等の条件によって異なる。したがって、印刷条件等が変わると、乾燥作用の最適な強度も変わるため、印刷条件等の変更に応じて乾燥作用の強度を調節して乾燥装置本体を運転しないと、乾燥度合いの過不足が生じる場合がある。例えば、乾燥作用の強度が過度な場合は、シートの乾燥度合いは高まり、シート表面に変色やひび割れが生じ、乾燥作用の強度が不足している場合は、シートの乾燥度合いは低くなり、有機溶剤が、シート（例えば被印刷物）に残留して臭いがしたり、シートににじみやしわや波うちが生じたりし、シートの乾燥品質は一般的に低下する。そこで、印刷条件等の変更にかかわらず、良好にシートを乾燥することが可能なシート乾燥制御技術が求められている。

従来、シートを乾燥する乾燥装置としては、例えば、特許文献１等に記載されたものがある。特許文献１に記載された乾燥装置は、溶剤塗布後の印刷物を熱風にて加熱乾燥する加熱装置を第一ゾーンと第二ゾーンに分割し、各ゾーンの出口での印刷物の表面温度を測定し、その温度が所定の値になるように、各ゾーンの熱風温度を制御する乾燥制御装置を備えて構成されている。これにより、印刷条件の変更にかかわらず、各ゾーンの出口での印刷物の表面温度がそれぞれ所定の温度になるように乾燥させて、印刷物の品質低下を抑制させている。

特許第２７２９８０２号公報

ところで、シートの乾燥は、例えば溶剤等をシートから揮発させる行為である。従って、シートの乾燥工程においては、シートから揮発する溶剤等の揮発状態を測定して乾燥作用（例えば、加熱乾燥における熱風作用、真空乾燥における真空作用等）の結果、言い換えれば乾燥度合いを定量的に直接管理したほうが、乾燥品質の管理としては望ましい。

しかしながら、上述の特許文献１に記載された従来の乾燥装置本体の制御装置は、乾燥工程の管理項目として印刷物の表面温度に着目し、その温度が所定の値になるように、熱風温度を制御する構成である。印刷物の表面温度は、乾燥作用の効果を示す間接的なパラメーターにすぎず、上記従来の制御装置は、所定の強度で乾燥作用を与えることによって実際現れる乾燥作用の結果（乾燥度合い）を定量的に直接管理していない。したがって、シートの乾燥工程における乾燥品質についての管理精度が劣るという問題がある。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、シートの乾燥装置本体による乾燥作用の結果を定量的に直接管理することにより、シートの乾燥工程における乾燥品質についての管理精度を高め、シートの乾燥品質を向上するシート乾燥制御装置及び乾燥制御方法並びにシート乾燥装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるシート乾燥制御装置は、一方向に搬送されるシートに含まれる溶剤を揮発させて該シートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体の乾燥動作を制御するシート乾燥制御装置において、前記乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を、赤外域の波長のレーザー光により計測する計測手段と、前記計測手段の計測結果に基づき前記乾燥装置本体における乾燥作用の強度を調整し、前記乾燥動作を制御する制御手段と、を備える。

このような構成により、計測手段によって、乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を、赤外域の波長のレーザー光により計測し、制御手段によって、計測手段の計測結果に基づき、乾燥装置本体における乾燥作用の強度を調整し、乾燥動作を制御する。これにより、シートの表面に沿う計測エリアにおいて、シートからの揮発直後のガスの揮発ガス成分濃度を測定してガスの揮発状態を把握することにより乾燥装置本体によるシートを乾燥させる作用の結果（乾燥度合い）を定量的に直接管理する。

また、請求項２のように、前記計測手段は、前記乾燥ブロック内の前記計測エリアに赤外域の波長のレーザー光を投光する投光部及び前記計測エリアを透過するレーザー光を受光する受光部を有し、該受光部の受光強度に基づき前記計測エリアにおける前記揮発ガス成分濃度を計測する構成にするとよい。

さらに、請求項３のように、前記制御手段は、前記計測手段により計測する揮発ガス成分濃度が、予め設定する揮発ガス成分濃度の目標値に近づく様に、前記乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を制御する構成にしてもよい。

さらにまた、請求項４のように、前記乾燥ブロックは、前記乾燥装置本体内のシート搬送方向に沿って複数設けられ、前記計測手段は、該乾燥ブロック毎に配置する構成とし、前記制御手段は、前記揮発ガス成分濃度の目標値を前記乾燥ブロック毎に予め設定し、前記乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を前記乾燥ブロック毎に制御する構成にするとよい。これにより、計測手段によって、乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を計測し、制御手段によって、乾燥装置本体内のシート搬送方向に沿って複数設けられた乾燥ブロック毎に配置する各計測手段の計測結果に基づき、乾燥装置本体における乾燥作用の強度を乾燥ブロック毎に調整して乾燥動作を制御する。

また、請求項５のように、前記計測エリアは、前記乾燥ブロック内におけるシート搬送方向の終端部側に設定される構成とし、前記計測手段は、前記計測エリアの前記揮発ガス成分濃度を測定可能に配置する構成にしてもよい。

さらに、請求項６のように、前記計測手段は、前記レーザー光を前記計測エリア内で光走査可能な構成にしてもよい。

さらにまた、請求項７のように、前記計測手段の測定対象のガスは、揮発性有機化合物を主成分とするとよい。

また、請求項８のように、前記計測手段の測定対象のガスは、水を主成分としてもよい。

さらに、請求項９のように、前記投光部と前記受光部は、前記計測エリアを挟んで対向して配置する構成にしてもよい。

さらにまた、請求項１０のように、前記計測手段は、前記計測エリアを透過するレーザー光を反射する反射鏡を備え、前記投光部及び前記受光部を、該反射鏡と対向して前記計測エリアを挟んで配置する構成にしてもよい。

また、請求項１１のように、前記反射鏡は、反射するレーザー光の光軸を調整して、前記受光部におけるレーザー光の受光強度を調整可能な構成にしてもよい。

さらに、請求項１２のように、前記反射鏡は、再帰反射体としてもよい。

また、請求項１３のように、前記投光部から投光するレーザー光の波長は、中間赤外域の波長にするとよい。

さらに、前述の目的を達成するために、本発明による乾燥制御方法は、請求項１４のように、一方向に搬送されるシートに含まれる溶剤を揮発させて該シートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体の乾燥動作を制御する乾燥制御方法であって、前記乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を、赤外域の波長のレーザー光により計測し、その計測結果に基づき前記乾燥装置本体における乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を制御することを特徴とする。

また、請求項１５のように、赤外域の波長のレーザー光を前記計測エリアに投光し、該計測エリアを透過するレーザー光を受光し、該受光したレーザー光の受光強度に基づき前記計測エリアにおける前記揮発ガス成分濃度を計測する構成にするとよい。

さらに、請求項１６のように、前記揮発ガス成分濃度の計測結果が、予め設定する揮発ガス成分濃度の目標値に近づく様に、乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して乾燥動作を制御する構成にしてもよい。

さらにまた、請求項１７のように、乾燥ブロックを乾燥装置本体内のシート搬送方向に沿って複数設け、該乾燥ブロック毎にガスの揮発ガス成分濃度を計測し、揮発ガス成分濃度の目標値を乾燥ブロック毎に予め設定し、乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して乾燥動作を乾燥ブロック毎に制御する構成にするとよい。

また、請求項１８のように、前記計測エリアを前記乾燥ブロック内におけるシート搬送方向の終端部側に設定し、該計測エリアの前記揮発ガス成分濃度を測定する構成にしてもよい。

さらに、請求項１９のように、揮発ガス成分濃度の計測は、レーザー光を前記計測エリア内で光走査して行う構成にしてもよい。

また、前述の目的を達成するために、本発明によるシート乾燥装置は、請求項２０のように、一方向に搬送されるシートに含まれる溶剤を揮発させて該シートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体と、前記請求項１〜１３のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置と、を備え、前記シート乾燥制御装置により前記乾燥装置本体の乾燥動作を制御し、シートを乾燥することを特徴とする。

本発明のシート乾燥制御装置又は乾燥制御方法によれば、乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を、赤外域の波長のレーザー光により計測し、その計測結果に基づき、乾燥装置本体における乾燥作用の強度を調整して乾燥動作を制御することができる。これにより、シートの表面に沿う計測エリアにおいて、シートからの揮発直後のガスの揮発ガス成分濃度を測定しガスの揮発状態を把握することによって乾燥装置本体によるシートを乾燥させる作用の結果、言い換えれば乾燥度合いを定量的に且つより直接的に管理することができ、シートの乾燥工程における品質管理の精度をより向上させることができる。このようにして、シートの乾燥品質を向上するシート乾燥制御装置及び乾燥制御方法を提供することができる。また、このように構成されたシート乾燥制御装置を備えたシート乾燥装置によれば、乾燥作用の結果を定量的に且つより直接的に管理し、シートの乾燥工程における乾燥品質についての管理精度を高めて、シートの乾燥品質をより向上させてシートを乾燥させることができる。

本発明に係るシート乾燥制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。 上記第１実施形態のシート乾燥制御装置についての概略上面図である。 投光部及び受光部への揮発性有機溶剤の付着を抑制する構造例を示す概略部分上面図である。 モル吸光係数と波長の関係、並びにカラム濃度別の透過率の違いの一例を表す説明図である。 上記第１実施形態のシート乾燥制御装置の制御動作を示すフロー図である。 本発明に係るシート乾燥制御装置の第２実施形態を示す概略上面図である。 本発明に係るシート乾燥制御装置の第３実施形態を示す概略上面図である。 上記第３実施形態における計測手段の具体的な構成例を示す概略構成図である。 上記第３実施形態におけるレーザー光の光走査方向を説明する説明図である。 本発明に係るシート乾燥制御装置の第４実施形態を示す概略上面図である。 シートの搬送距離とシートに残留する溶剤の濃度の低下状態を説明する説明図である。 上記第４実施形態のシート乾燥制御装置の制御動作を示すフロー図である。

以下、本発明に係るシート乾燥制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、上記シート乾燥制御装置の第１実施形態を示す概略構成図であり、図２は、本実施形態のシート乾燥制御装置についての概略上面図である。
図１，２において、本実施形態のシート乾燥制御装置１は、シート２を乾燥する乾燥装置本体３の乾燥動作を制御するもので、投光制御部４と、受光部５と、乾燥制御部６とを備える。

前記シート２は、例えば、紙やフィルム等を基材としたものであり、一般的にウェブと呼ばれる連続的に巻き取られた状態のもの（例えば、巻き取り紙）や、連続していない枚葉状のものである。シート２は、例えば、インクを混合した揮発性の有機溶剤を塗布（印刷工程）等され、その後、図２に示すように、乾燥装置本体３内に搬送されて乾燥し、次工程に搬送される。また、シート２は、例えば、図２に示すように、シート搬送方向と直交する方向にＷ１の幅で形成されている。

前記乾燥装置本体３は、シート２を搬送させながらシート２に含まれる溶剤を揮発させてシート２を乾燥するものであり、図１に示すように、例えば、シート２を搬送する搬送部７と、シート２を乾燥させるための熱源となる発熱部８と、発熱部８によって加熱した空気等をシート２に送風する送風部９と、筐体１０と、を備えて構成され、例えば、以下に示す一般的なものである。

乾燥装置本体３は、図２に示すように、例えば印刷工程等の前工程（図面左側）から搬入されるシート２を、後工程（図面右側）へ搬出するものでもあるため、筐体１０には、図示しないが、シート２が搬入、搬出可能な適度な大きさのスリットが設けられている。また、筐体１０は、図３に示すように、後述する投光制御部４の投光部１３から投光するレーザー光が通過できる様に、例えば、開口部が側面に設けられ、この開口部を閉止するカバーと共に筐体１０の外側から後述する受光部５及び投光部１３を取り付ける。さらに、筐体１０は、図示しないが、シート２から揮発するガス等を排気する手段を備える。この排気手段は、ガス等の滞留を防止するものであって、ガス計測に支障がないように、例えば、受光部５や投光部１３によるレーザーの受光や投光を妨げない箇所に形成されている。そして、筐体１０により、シート２を乾燥するエリアである乾燥ブロックを形成している。そして、シート２は、この乾燥ブロック内で、例えば、熱風を与えられ、搬送中に徐々に乾燥し、乾燥ブロックにおけるシート搬送方向の終端部側（図２右側）において計測される、後述する揮発ガス成分濃度が、例えば、許容値（以下において、「揮発ガス成分許容濃度」という）になるように乾燥される。なお、この揮発ガス成分許容濃度は、例えばシート２の種類によって許容される値は異なる。

そして、乾燥装置本体３は、例えば、搬送部７のシート搬送速度、発熱部８の温度、送風部９の送風量等を調節可能に構成され、シート２を乾燥させる乾燥作用の強度（例えば、発熱部の温度、送風量、搬送速度、乾燥時間）が調整できる。ここで、乾燥作用の強度は、印刷条件（例えば、シート基材の種類、乾燥させるシートの厚み及びインク塗布量等）や、乾燥の目的（例えば、省エネルギー運転を目的とする場合）や、乾燥装置本体３の設置環境（例えば、周囲の温度、気圧など）等によって、その最適値は一般的に異なる。

投光制御部４は、シート２から揮発するガスの揮発ガス成分濃度をガスによる赤外吸収現象を用いて計測するための制御部であり、図１に示すように、計測機器制御部１１と、該計測機器制御部１１からの指令を受けて乾燥ブロック内のシート２から揮発するガスの揮発領域１２に赤外域の波長のレーザー光を投光する投光部１３と、指令送信部１４と、を備えて構成される。

前記計測機器制御部１１は、図１に示すように、後述する投光部１３から投光するレーザー光の波長や出力を設定し、後述するレーザー光発振部１６に指令する。このレーザー光発振部１６は後述するように、例えば、レーザーダイオードにより構成される。そして、レーザー光の波長や出力の設定は、例えば、このレーザーダイオードの温度を調整したり、レーザーダイオードに入力する電流を調整したり、また変調させて行うことができる。また、後述する受光部５の受光強度に基づき、揮発領域１２におけるシート２から揮発するガスの揮発ガス成分濃度を計測する。従って、計測機器制御部１１は、揮発ガス成分濃度を演算する機能をも備える。なお、図２に２点鎖線で概略の範囲を示すレーザー光の投光領域１５（レーザービーム断面積とレーザー光の光路長の積で表す計測エリア体積）は、揮発領域１２内の実際の計測エリアである。そして、計測機器制御部１１により演算する揮発ガス成分濃度は、乾燥装置本体３による乾燥作用の結果（乾燥度合い）を、定量的に表す指標とすることができる。なお、この揮発ガス成分濃度は、シート２に残留する溶剤の濃度（以下、「溶剤残留濃度」という）を示しているのではなく、計測時にシート２から揮発しているガスの濃度である。

前記投光部１３は、計測機器制御部１１から指令を受けて乾燥装置本体３内のシート２から揮発するガスの揮発領域１２に赤外域の波長のレーザー光を投光するもので、図１に示すように、レーザー光発振部１６と、投光光学系１７とを備えて構成する。

投光部１３及び後述する受光部５は、図３（Ａ）に示すように、例えば、筐体１０に設けられた開口部を閉止する閉止カバーと共に筐体１０の外側に取り付ける。そして、例えば、加圧した気流が、開口部から筐体１０の内側に向かって流れるようにファンを設けて、揮発した溶剤が投光部１３及び後述する受光部５に付着するのを抑制する。これにより、投光部１３及び後述する受光部５と計測対象ガスが接することなく、遠隔で非接触な計測をすることができると共に、投光部１３及び後述する受光部５への溶剤付着を抑制する。また、別の方法としては、図３（Ｂ）のように、計測に使用するレーザー波長の透過率が高いガラス材(例えばフッ化カルシウムなど)を窓材３１として具備することにより、受光部５および投光部１３が筐体１０の内部の計測対象ガスと隔たり、溶剤付着を抑制できる。なお、本実施形態において、投光部１３及び後述する受光部５は、図２に示すように、乾燥ブロックにおけるシート搬送方向の終端部側（図面右側）の揮発ガス成分濃度を測定可能に配置されている。

前記レーザー光発振部１６は、計測機器制御部１１から指令を受け、所定の波長及び出力のレーザー光を発生するものであり、本実施形態においては、中間赤外域の波長のレーザー光を発生可能な構成である。これにより、後述する様に、例えば、油性印刷に用いる揮発性有機溶剤の揮発ガス成分濃度を効率的に計測することができる。

前記投光光学系１７は、揮発領域１２に向けてレーザー光を投光するものであり、例えば、レンズにより構成される。なお、レーザー光がシート２の表面近傍に投光されるほど計測精度が良好であるため、例えば、レーザー光をシート２の表面から１０ｍｍ以内に投光するとよい。

前記指令送信部１４は、図１に示すように、後述する乾燥制御部６に計測機器制御部１１の制御信号を出力するものである。

前記受光部５は、ガスの揮発領域１２を透過するレーザー光を受光するもので、図１に示すように、受光光学系１８と、受光素子１９とを備えて構成される。

前記受光光学系１８は、ガスの揮発領域１２を透過するレーザー光を受光素子１９に入力するもので、例えば、レンズによって構成されている。

前記受光素子１９は、例えば、赤外域の波長のレーザー光に対して感度良好な素子であり、受光光学系１８を介して揮発領域１２を透過するレーザー光を受光してその受光強度に応じた出力を発生して、計測機器制御部１１に入力する。

ここで、本実施形態においては、投光部１３と受光部５は、図１，２に示すように、揮発領域１２を挟んで対向して配置する構成であるため、受光部５における受光強度が最大となる位置に投光部１３と受光部５の光軸を調整することができ、高いＳ／Ｎ（信号とノイズ成分の比を表し、ノイズ成分の相対的少なさを示す）の信号を得ることができる。また、信号（Ｓ）のノイズ成分（Ｎ）は、例えば、レーザー光の光路長が長いほど多くなる。本実施形態においては、レーザー光の光路長が、例えば、乾燥装置本体３の幅Ｗ２（図２参照）に相当するため、後述する第２実施形態の様にレーザーの光路長が、例えば、乾燥装置本体３の幅Ｗ２の２倍となる場合と比べて、ノイズ成分を小さくすることができる。

前記乾燥制御部６は、乾燥装置本体３における乾燥動作を指令送信部１４の指令に基づいて制御をするものであり、図１に示すように、指令受信部２０と、乾燥機器制御部２１と、を備えて構成される。

前記指令受信部２０は、図１に示すように、指令送信部１４から制御信号を受信し、乾燥機器制御部２１に出力するものである。

前記乾燥機器制御部２１は、図１に示すように、指令受信部２０からの制御信号に基づく、乾燥作用の強度で乾燥装置本体３の乾燥動作を制御するものである。

本実施形態において、計測機器制御部１１は、例えば、前述した揮発ガス成分許容濃度を、終端部側において計測される揮発ガス成分濃度の目標値として予め設定し、受光素子１９からの受光出力に基づいて計測した揮発ガス成分濃度と予め設定する揮発ガス成分濃度の目標値とを比較し、計測値が目標値に近づく様に、乾燥装置本体３における乾燥作用の強度を調整して、乾燥装置本体３の乾燥動作を、乾燥制御部６を介して制御する様に構成されている。なお、乾燥作用の強度を調整するにあたって、例えば、搬送部７、発熱部８、送風部９の少なくともいずれか１つの乾燥作用の強度を調整するように構成されている。また、例えば、印刷条件等に応じた所定の強度の乾燥作用をシート２に作用する様に、乾燥装置本体３に指令しても、その時の乾燥装置本体３自体の状態や、前述の印刷条件や、乾燥装置本体３の設置環境等の予期せぬ変化により、予定していた乾燥作用の結果（乾燥度合い）を得られないことがある。本実施形態における計測機器制御部１１は、上記のような予期せぬ変化が生じた場合、例えば、その変化を、揮発ガス成分濃度の測定結果と目標値とを比較することによりモニタリングすることができる。そして、例えば計測値が目標値（許容値）より高い場合は、終端部側においてシート２に溶剤が予想以上に残留している状態と判定し、計測値が目標値より低い場合は、終端部側においてシート２は予想以上に乾燥している状態と判定し、計測値が目標値に近づく様に制御信号を出力するように構成されている。

また、本実施形態においては、上記揮発ガス成分濃度の目標値を、計測機器制御部１１に予め設定でき、例えば、様々な印刷条件等に対応する各乾燥作用の強度及び揮発ガス成分濃度の各目標値のデータを書き換え可能に保存できる様になっている。そして、同じ印刷条件等で乾燥装置本体３の乾燥動作を制御する場合には、例えば、印刷条件等を選択して、その条件に対応する乾燥作用の強度及び揮発ガス成分濃度の目標値を読み出して選択することができる様になっている。

なお、本実施形態において、計測手段は、計測機器制御部１１と、投光部１３と、受光部５とを備えて構成され、制御手段は、計測機器制御部１１と、指令送信部１４と、乾燥制御部６とを備えて構成されている。上記のように、計測機器制御部１１は、計測手段の構成要素であると共に、制御手段の構成要素でもある。

ここで、計測機器制御部１１と、投光部１３と、受光部５とを備えて構成される計測手段は、ガスによる赤外吸収現象を用いて揮発ガス成分濃度を計測するものである。本実施形態における揮発ガス成分濃度の計測原理を以下に説明する。

ガスの揮発領域１２を透過したレーザー光のエネルギーは、揮発領域１２のガス媒質によるエネルギー吸収を受け減衰する。そのガス媒質による光の透過率Ｔ(λ)は、下記の（１）式で定義される。
Ｔ(λ)＝I1(λ)／I0(λ) （１）
ここで、λは光の波長、I1(λ)はガス媒質を透過した光の強度、I0(λ)はガス媒質に入射する光の強度である。そして、光の透過率Ｔ(λ)は、濃度と光の減衰の関係を表すランバート・ベール(Beer-Lambert)の法則により、下記の（２）式で表せる。
ｌｎＴ(λ)＝−ε(λ)ＣＬ （２）
ここで、ε(λ)はガス媒質のモル吸光係数であり、光をガス媒質に入射したときにそのガス媒質がどれくらいの光を吸収するかを示す波長毎の係数である。Ｃはガス媒質のモル濃度であり、Ｌは光が透過するガス媒質の厚さである。また、ガス媒質の濃度を、カラム濃度ＣＬ（モル濃度Ｃとガス媒質の厚さＬとの積）で評価することもある。

透過率Ｔ(λ)は、受光部５により検知する受光強度と、投光部１３から投光するレーザー光の投光強度の比により求めることができる。したがって、モル吸光係数ε(λ)と光が透過するガス媒質の厚さＬが既知であれば、上記（２）式によりレーザー光の投光領域１４のガス媒質のモル濃度Ｃ若しくはカラム濃度ＣＬを演算し、このモル濃度Ｃ若しくはカラム濃度ＣＬを揮発ガス成分濃度として計測することができる。

図４は、インクの溶剤としてよく利用される酢酸エチルのモル吸光係数ε(λ)と波長の関係、並びにカラム濃度ＣＬ別の透過率の違いを表す説明図である。例えば、ガス媒質の厚さが１ｍで、波長が３．３５μｍのレーザーを投光した場合、酢酸エチルの揮発ガス成分濃度が１００ｐｐｍ・ｍの場合、透過率Ｔ(λ)は約９５％、１，０００ｐｐｍ・ｍの場合は約７０％，１０，０００ｐｐｍ・ｍの場合は約３%を示し、濃度の大小に応じて透過率Ｔ（λ）が変化している様子が分かる。また、図４に示すように、モル吸光係数ε(λ)は波長λに応じて変化し、酢酸エチルについては、３．３４〜３．３５付近にピーク（以下、「光吸収波長帯」という）がある。そして、この光吸収波長帯付近で透過率Ｔ(λ)は大きく変化している。したがって、光吸収波長帯付近の波長λのレーザー光を投光部１３から投光すると、測定感度が良くなる。

ここで、揮発ガス成分濃度を計測する別の方法として知られる、例えば、ＦＴ−ＩＲ(フーリエ変換型赤外分光)やフィルタ分光等を用いた計測方法では、１回の計測に数秒から数分かかる。しかし、本実施形態における構成では、所定の波長のレーザー光を揮発領域１２に投光し、上記に説明した原理に基づき、高速で計測することができる。また、たとえ後述する様にレーザー光を揮発ガス領域１２内でスキャンさせる例えば半導体製造技術を利用したプレーナー型の光走査手段を備えた構成であっても、スキャンはサブミリ秒単位ですることができ、さらに、スキャニングにより得られる測定結果を計測機器制御部１１で平均化処理するとしても、数ミリ秒単位の間隔で制御信号を乾燥制御部６に出力することができる。したがって、乾燥装置本体３の乾燥動作の制御をリアルタイムに行うことができ、また、シート搬送速度が速い乾燥装置本体３であっても高精度な計測が可能である。

次に、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１の制御動作について、図１，５に基づいて説明する。以下の説明において、例えば、シート２の種類に応じて定められる揮発ガス成分許容濃度を目標値とし、目標値が終端部側で計測される様な乾燥作用の強度（例えば、発熱部の温度、送風量、搬送速度等）は、シート２の種類毎に実験や過去のデータ等により予め求められているものとする。そして、様々なシート２に対応する各乾燥作用の強度及び各揮発ガス成分許容濃度並びにその許容範囲、レーザー光の波長や出力、波長毎のモル吸光係数、シートの幅Ｗ１等のデータ（以下、「初期データ」という）は、書き換え可能に、例えば、計測機器制御部１０内のメモリに既に保存され、初期データの作成（ステップＳ１）が完了しているものとして説明する。

まず、シート乾燥制御装置１を操作するオペレーター等により選択されるシート２の種類に対応する初期データを計測機器制御部１１内のメモリから読み出す。これにより目標値を設定する。そして、その初期データに基づいて計測機器制御部１１は、乾燥作用の強度を指令送信部１４及び指令受信部２０を介して乾燥機器制御部２１に指令し、乾燥機器制御部２１から、例えば、搬送部７、発熱部８、送風部９に制御信号を出力し、所定の乾燥作用の強度で乾燥装置本体３の乾燥動作を開始させると共に、投光部１３から投光するレーザー光の波長や出力を設定し、レーザー光発振部１６に指令する（ステップＳ２）。次に、レーザー光発振部１６は、計測機器制御部１１から指令を受け、所定の出力で、例えば、中間赤外域の波長のレーザー光を発生する。そして、投光光学系１７は、揮発領域１２に向けてレーザー光を投光する。揮発領域１２を透過して減衰したレーザー光は、受光光学系１８を介して受光素子１９に入光する。そして、受光素子１９は、レーザー光を受光して受光強度に応じた出力を発生して、計測機器制御部１１に入力する。計測機器制御部１１は、この受光強度と、投光部１３から投光されたレーザー光の投光強度の比により、透過率Ｔ(λ)を演算する。そして、設定されたレーザー光の波長によりモル吸光係数ε(λ)を定め、光が透過するガス媒質の厚さＬを例えばシートの幅Ｗ１として定め、モル濃度Ｃを演算し、このモル濃度Ｃを揮発ガス成分濃度の計測結果とする（ステップＳ３）。さらに、計測機器制御部１１は、計測した揮発ガス成分濃度が、目標値の許容範囲内であるかを判定する。そして、許容範囲内の場合は、計測機器制御部１１は予定していた乾燥状態であると判定し、同じ乾燥作用の強度で乾燥装置本体３を駆動させる指令を乾燥制御部６に出力すると共に、ステップＳ３に戻り再び計測する（ステップＳ４）。また、計測した揮発ガス成分濃度が、許容範囲外の場合は、次のステップＳ５に進む。最後に、ステップＳ５として、計測機器制御部１１は、計測された揮発ガス成分濃度が許容範囲の下限値より低い場合は、終端部側においてシート２は予想以上に乾燥している状態と判定し、揮発ガス成分濃度が目標値に近づく様に、例えば、搬送部７、発熱部８、送風部９の少なくともいずれか１つの乾燥作用の強度を予め設定する所定量減少させる制御信号を乾燥制御部６に出力する。また、計測された揮発ガス成分濃度が許容範囲の上限値より高い場合は、計測機器制御部１１は終端部側においてシート２に溶剤が予想以上に残留している状態と判定し、揮発ガス成分濃度が目標値に近づく様に、例えば、搬送部７、発熱部８、送風部９の少なくともいずれか１つの乾燥作用の強度を予め設定する所定量増加させる制御信号を乾燥制御部６に出力する。（ステップＳ５）。そして、所定の揮発ガス成分濃度に達するまで上記ステップ３〜５までの乾燥動作を行う。このように、計測機器制御部１１の判定結果に基づく制御信号を乾燥制御部６に出力して、乾燥装置本体３の乾燥動作を制御する。

なお、上記制御動作の説明において、初期データの保存や選択、測定結果と目標値の比較、乾燥状態の判定等の演算は、計測機器制御部１１によって行う場合で説明したが、これに限らず、乾燥機器制御部２１で行う構成にしてもよい。この場合、乾燥機器制御部２１は、投光制御部４から揮発ガス成分濃度の測定結果を受け、その測定結果に基づき上記各演算等を行い、乾燥装置本体３に駆動指令を出力する。なお、この場合、計測手段は、投光制御部４と受光部５とで構成され、制御手段は、乾燥制御部６で構成される。

このような構成により、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１は、シート２からのガスの揮発ガス成分濃度を測定しガスの揮発状態を把握し判定することによって乾燥装置本体３による乾燥作用の結果、すなわち乾燥度合いを定量的に直接管理することができ、シート２の乾燥工程における品質管理の精度を向上させて、乾燥装置本体３の乾燥動作を制御することができる。このようにして、シートの乾燥品質を向上するシート乾燥制御装置１を提供することができる。また、選択した条件（例えばシート２の種類等）に応じて乾燥装置本体３の乾燥動作を容易に制御することができる。そして、例えば、乾燥装置本体３の設置環境や印刷条件等の予期せぬ変化が生じても一定の乾燥作用の結果が得られるように、計測される揮発ガス成分濃度が目標値に近づく様に、乾燥作用の強度を制御することによりシートの乾燥度合いを管理できるため、乾燥品質は安定し乾燥品質は向上する。また、例えば、シート２が予想以上に乾燥している状態と判定される場合は、乾燥作用の強度を下げる制御をすることができるため、余分な電力を消費させることがなく、乾燥装置本体３の省電力化を図ることもできる。

なお、本実施形態において、受光部５及び投光部１３は、図２に示すように乾燥ブロックの終端部側（図面右側）の揮発ガス成分濃度を測定可能に配置する場合で説明したが、終端部側に配置する場合に限らず、乾燥ブロックにおけるシート搬送方向の始端部（図面左側）の揮発ガス成分濃度を測定可能に配置する構成でもよい。この場合、計測機器制御部１１は、計測する揮発ガス成分濃度の目標値を、例えば、終端部で計測する場合の目標値より高い値に設定し、計測値が目標値より高い場合は、乾燥しやすい状態と判定し、乾燥作用の強度を予め設定する所定量減少させる制御信号を乾燥制御部６に出力し、計測値が目標値より低い場合は、乾燥しにくい状態と判定し、乾燥作用の強度を予め設定する所定量増加させる制御信号を乾燥制御部６に出力する構成にするとよい。

ここで、揮発ガス成分濃度を計測する別の方法としては、例えば、化学反応式の検知管、誘電式や半導体式の電子センサ、ＦＴ−ＩＲやフィルタ分光やＮＤＩＲ(非分散型赤外分光)の赤外線センサ等を用いた計測方法が知られている。しかし、いずれも一般的にバッチ計測であり、試料採取や計測のための人手が掛かる。一方、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１は、計測のために試料を採取することも、試料採取のため乾燥装置本体３を止めることもなく乾燥運転中に自動計測することができ、省労力化を図ることができる。また、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１は、前述した様に投光部１３及び受光部５への揮発溶剤の付着を抑制する構成になっているため、揮発溶剤による投光部１３及び受光部５の汚れが抑制され、維持管理の手間やコストを低減することができる。さらに、ＦＴ−ＩＲにおいては広範囲の波長域にエネルギーが分布する光源を使用するが、波長毎の出力は低くなるため、得られる信号のＳ／Ｎは一般的に低い。一方、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１は、所定の波長のレーザー光を揮発領域１２に投光し、揮発ガス成分濃度を計測するものである。したがって、狭い波長範囲に出力が集中するため、ＦＴ−ＩＲよりも高いＳ／Ｎの信号を得ることができる。

ところで、例えば、印刷工程において使用されるインクを分類すると油性インクと水性インクがあり、それぞれを使用することで、印刷は油性印刷と水性印刷に分類される。油性インクは、トルエン、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、メタノール等の揮発性有機溶剤に、例えばインク顔料を混合し、調合される。また、水性インクは、水やアルコールを溶剤として使用して調合される。ここで、レーザー光発振部１５から発生するレーザー光の波長は、前述した様に光吸収波長帯域の波長が望ましい。例えば、２．５〜１６μｍ領域には主として有機物の光吸収波長が存在し、１２００〜２４００ｎｍ領域には主として無機物の光吸収波長が存在することが知られている。また、油性インク内の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を主成分とする溶剤の揮発ガス成分濃度を計測する場合には、−ＣＨ結合や−ＯＨ結合による光吸収波長を有する中間赤外域の波長（３〜５μｍ）のレーザー光を使用するとよい。例えば、油性インクの溶剤としてよく使用される酢酸エチル、メチルエチルケトン等の光吸収波長帯は３．３〜３．５μｍ領域に存しており、特にこの波長領域のレーザー光を使用すると良い。また、水性インク内の水蒸気（Ｈ_２Ｏ）の揮発ガス成分濃度を計測する場合には、１３５０〜１４５０ｎｍ領域や１８５０〜１９５０ｎｍ領域のレーザー光を使用すると良い。

本実施形態におけるレーザー光発振部１６は、前述したように中間赤外域の波長のレーザー光を発生することが可能な構成である。これにより、測定対象のガスを、揮発性有機化合物を主成分とする、例えば油性インクから揮発するガスの揮発ガス成分濃度を効率的に計測することができる。なお、本実施形態におけるレーザー光発振部１６は、中間赤外域の波長（３〜５μｍ）に限らず、２．５〜１６μｍ領域の波長のレーザー光を発生して、他の種類の揮発性有機化合物を主成分とするガスを計測対象とする構成でもよい。さらに、本実施形態におけるレーザー光発振部１６は、例えば、１３５０〜１４５０ｎｍ領域や１８５０〜１９５０ｎｍ領域の波長のレーザー光を発生して、水性印刷向けの揮発性無機物を主成分とするガスを計測対象とする構成でもよい。

図６は、本発明に係るシート乾燥制御装置１の第２実施形態を示す概略上面図である。なお、図２の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態においては、投光部１３及び受光部５を内部に備えた投光制御部４を、図６に示すように、反射鏡２２と対向して揮発領域１２を挟んで配置する構成である。ここで、本実施形態における計測手段は、計測機器制御部１１と、投光部１３と、受光部５と、揮発領域１２を透過するレーザー光を反射する反射鏡２２とを備えて構成されている。

反射鏡２２は、例えば、平面鏡であり、投光部１３から投光するレーザー光を受光部５に反射するものである。このように構成することにより、前述の第１実施形態における構成では投光部１３と受光部５が別体型であったが、本実施形態における構成では、投光部１３と受光部５を一体型とすることができる。

また、本実施形態における反射鏡２２は、反射するレーザー光の光軸を調整して、受光部５におけるレーザー光の受光強度を調整（以下、「光学調整」という。）可能な構成にしてもよい。これにより、一体型であっても高いＳ／Ｎの信号を得ることができる。さらに、反射鏡２２を、例えば、コーナーキューブや再帰反射シートなどの再帰反射体２３とする構成にしてもよい。この場合、光学調整作業をすることなくレーザー光を受光部５に反射させることができるため、光学調整作業が必要な第１実施形態における投光部１３と受光部５が別体型の場合に比べて初期セットアップを容易にすることができる。

また、一般的にレーザー光の光路長が長い方が、低濃度のガスを検出する場合に有利である。本実施形態に係るシート乾燥制御装置１の光路長は、例えば、乾燥装置本体３の幅Ｗ２（図６参照）の２倍にすることができ、第１実施形態と比べて長くすることができる。したがって、第１実施形態と比較するとより低濃度のガスを検出でき、検出下限値を低くすることができる。

図７は、本発明に係るシート乾燥制御装置１の第３実施形態を示す概略上面図である。また、図８は、本実施形態における投光制御部４の具体的な構成例を示す概略構成図であり、図９は、上記第３実施形態におけるレーザー光の走査方向を説明する説明図である。なお、図６の第２実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態において、投光制御部４は、図７に示すように、投光部１３から投光するレーザー光をガスの揮発領域１２内で光走査可能な構成である。この場合、第２実施形態の反射鏡２２は、図７に示すように、例えば広い面積を有する再帰反射シートのような再帰反射体２３で構成するとよい。これにより、光走査する本実施形態においても、前述の光学調整作業をすることがないため、第１実施形態と比較すると初期セットアップを容易にすることができる。なお、反射鏡２２を備えた構成に限らず、第１実施形態のように投光部１３と受光部５を対向して配置する構成において、受光素子１９を例えばシート搬送方向に一列状に複数設ける構成であってもよい。

図８に示す投光制御部４の構成例において、受光光学系１８は、例えば、レーザー光発振部１６からのレーザー光を透過すると共に再帰反射体２３（例えば再帰反射シート）からの反射光を受光素子１９に向けて反射するビームスプリッターで構成される。

また、図８に示す投光制御部４の構成例において、投光光学系１７は、受光光学系１８を透過したレーザー光を光走査するもので、例えば、半導体製造技術を利用したプレーナー型の２次元光走査手段である。これにより、投光制御部４は、図９に示すように、シート搬送方向に対して水平及び垂直方向にレーザー光を光走査することができる。なお、レーザー光は、シート表面近傍（例えば、表面からの高さが１０ｍｍ以内程度）を水平方向に走査するとよく、これにより、揮発直後のガスを測定できるため、精度よく計測できる。また、これに限らず、図９の再帰反射体２３面に一点鎖線で示すように、水平及び垂直方向を同時に動かして、光走査してもよい。光走査手段は、２次元の光走査手段に限らず、例えば水平方向に光走査可能な１次元光走査手段であってもよく、ガスの揮発領域１２内で光走査可能であればよい。このようにして、揮発領域１２内の実際の計測エリアであるレーザー光の投光領域１５（図７参照）を広くすることができる。また、投光光学系１７として、特許第２７２２３１４号に記載された電磁駆動式のガルバノミラーを適用することができる。

また、投光制御部４は、レーザー光を走査中に複数回投光することができ、例えば、数ミリ秒の間に、複数回揮発ガス成分濃度を計測することができる。これにより、計測エラーの問題が少なく信頼性の高い測定をすることができる。また、計測機器制御部１１は、複数得られた計測結果を平均化処理して投光領域１５における揮発ガス成分濃度を計測結果として得ることもでき、広い計測エリア内を代表する測定結果を得ることができる。

さらに、本実施形態は、レーザー光を光走査する構成であるため、第２実施形態と同様に光路長を長くすることでき、本実施形態においても、第１実施形態と比較するとより低濃度のガスを検出でき、検出下限値を低くすることができる。

図１０は、本発明に係るシート乾燥制御装置１の第４実施形態を示す概略上面図である。なお、図２の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

乾燥装置本体３の筐体１０により形成されるシートを乾燥するエリアである乾燥ブロックは、筐体１０内のシート搬送方向に沿って、複数設けられる場合も一般的にある。本実施形態においては、図１０に示すように、例えば、３つの乾燥ブロック（第１乾燥ブロック１０Ａ、第２乾燥ブロック１０Ｂ、第３乾燥ブロック１０Ｃ）に分割されている場合で説明する。

上記の様に複数の乾燥ブロックを有する乾燥装置本体３の乾燥動作を乾燥ブロック毎に制御するために、本実施形態におけるシート乾燥制御装置１は、図１０に示すように、例えば第１実施形態に示した投光制御部４及び受光部５並び乾燥制御部６を、上記乾燥ブロック毎に、第１投光制御部４Ａ、第２投光制御部４Ｂ、第３投光制御部４Ｃ、第１受光部５Ａ、第２受光部５Ｂ、第３受光部５Ｃ、並びに第１乾燥制御部６Ａ、第２乾燥制御部６Ｂ、第３乾燥制御部６Ｃとして配置する構成である。

また、本実施形態における構成では、揮発ガス成分濃度の目標値を乾燥ブロック毎に予め設定する中央制御部２４を備える。中央制御部２４は、揮発ガス成分濃度の目標値の設定以外に、様々な印刷条件等に対応する乾燥作用の強度、揮発ガス成分濃度の各目標値等のデータを保存し、オペレーターにより選択される印刷条件等に対応する各乾燥作用の強度や投光するレーザー光の波長を各投光制御部に指令することができ、さらに、乾燥ブロック毎に計測される揮発ガス成分濃度と目標値を比較し乾燥状態を判定し、シートを乾燥させる作用の強度を調整する制御信号を各乾燥制御部に出力する様に構成されている。なお、乾燥作用の強度を調整するにあたって、搬送部７、発熱部８、送風部９の少なくともいずれか１つの乾燥作用の強度を調整すればよい。

図１１は、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１により乾燥装置本体３を制御する場合において、シートの搬送距離Ｄ（図１０参照）とシートに残留する揮発性溶剤の濃度（溶剤残留濃度）の低下状態を説明する説明図である。

ここで、乾燥装置本体３に入る前の溶剤残留濃度は、乾燥品質基準において残留が許容される溶剤残留濃度（以下、「溶剤残留許容濃度Ｃo」という）に比べ大きな値を示す。例えば、印刷工程等において揮発性の溶剤を塗布等されたシート２は、各乾燥ブロックにおいて乾燥作用を得るに従い所定の乾燥速度で溶剤残留許容濃度Ｃo以下に乾燥される。一般的に最初の乾燥ブロックに入る前の溶剤残留濃度は１％（１００００ｐｐｍ）程度であり、溶剤残留許容濃度Ｃoは、例えば印刷事業者や印刷物により異なるが、２０ｐｐｍ以下とされている。そして、シート２は所定の速度で乾燥し、その乾燥速度は乾燥作用の強度によって変化する。本実施形態に係るシート乾燥制御装置１により計測する揮発ガス成分濃度は、所定の強度の乾燥作用を与えた場合に、実際どのような乾燥速度で乾燥しているかを示す指標として扱うことができる。

ところで、前述したＦＴ−ＩＲ等による従来の測定においては、例えば、図１１に示すように、乾燥装置本体３から搬出された箇所(○印で示す箇所)にてバッチ計測により溶剤残留濃度を、揮発ガス成分濃度に基づき推測していた。そのため、乾燥装置本体３における乾燥は、溶剤残留濃度が、図１１に点線で示すように、一定の傾き（すなわち一定の乾燥速度）で変化する乾燥なのか、一点鎖線で示すように、溶剤残留濃度が乾燥工程の初期又は終期に急激に低下する（すなわち乾燥速度が初期又は終期に急激に増加）乾燥なのかが分からなかった。なお、溶剤残留濃度がどのように変化する乾燥が最適なのかは、乾燥させるシートの種類等によって一般的に異なる。

本実施形態に係るシート乾燥制御装置１は、揮発ガス成分濃度の目標値を乾燥ブロック毎に設定し、乾燥ブロック毎の揮発ガス成分濃度を、例えば、図１１に示す箇所（●印で示す箇所）で、計測し各投光制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃにより計測する揮発ガス成分濃度が乾燥ブロック毎の目標値に近づく様に乾燥装置本体３の乾燥動作を制御することができるため、乾燥ブロック毎に所定の乾燥速度になるように制御することができる。したがって、例えば、図１１に点線で示すように、一定の乾燥速度で乾燥動作をさせることでき、また、一点鎖線で示すように、乾燥速度が乾燥工程の初期又は終期に急激に増加する様な、乾燥動作もさせることができる。

ところで、本実施形態においては、乾燥ブロック毎に所定の強度の乾燥作用を与えることができるが、各乾燥作用の結果（乾燥度合い）は、各乾燥ブロックのシート搬出側においてよく現れる。

本実施形態においては、投光制御部４及び受光部５は、図１０、１１に示すように、各乾燥ブロックにおけるシート搬送方向の終端部側の揮発ガス成分濃度を測定可能にそれぞれ配置する構成である。これにより、本実施形態における構成では、乾燥ブロック毎の乾燥作用の結果を精度よく表すことができる。ただし、各乾燥ブロックの終端部から０ｍｍの箇所に投光や受光をすることは現実的ではなく、終端部から、例えば５０ｍｍ以内であることが望ましく、各乾燥ブロックの終端部からの投光や受光を行う箇所までの距離が乾燥ブロック毎の搬送距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３（図１０参照）の例えば５％以内であることが望ましい。なお、前述した第１〜３実施形態においても、投光制御部４及び受光部５をシート搬送方向の終端部側の揮発ガス成分濃度を測定可能に配置するとよい。

なお、本実施形態において、計測手段は、各投光制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃと、各受光部５Ａ、５Ｂ、５Ｃとを備えて構成され、制御手段は、中央制御部２４と、各乾燥制御部６Ａ、６Ｂ、６Ｃとを備えて構成されている。

また、上記の説明において、様々な印刷条件等に対応する乾燥作用の強度及び各目標値のデータの保存、測定結果と目標値の比較、乾燥状態の判定等の演算等は、中央制御部２４によって行う場合で説明したが、中央制御部２４を設けず、例えば、各投光制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃや各乾燥制御部６Ａ、６Ｂ、６Ｃで行う構成でもよい。さらに、前述した他の実施形態で説明した構成を各乾燥ブロックに、適用することもできる

次に、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１の制御動作について、図１０、１２に基づいて説明する。なお、第１実施形態の制御動作と同じ部分については説明を簡略化する。以下の説明において、シート乾燥制御装置１は、例えば、第１乾燥ブロック１０Ａ及び第２乾燥ブロック１０Ｂにおいては、所定の印刷条件（例えば、インク塗布量）等に対応した強度（例えば、発熱部の温度、送風量、搬送速度等）で乾燥作用をシート２に与えた時の揮発ガス成分濃度を事前に計測し、この濃度を目標値とする。また、第３乾燥ブロック１０Ｃにおいては、第１実施形態と同様に、シート２の種類に応じて定められる揮発ガス成分許容濃度を目標値とし、目標値が終端部側で計測される様な乾燥作用の強度は、シート２の種類毎に実験等により予め求められているものとする。そして、乾燥ブロック毎に作成された初期データは、例えば、中央制御部２４内のメモリに既に保存され、初期データの作成（ステップＳ１１）が完了しているものとして説明する。

まず、オペレーター等により選択された印刷条件等に対応する初期データを中央制御部２４内のメモリから読み出す（ステップ１２）。次に、その初期データに基づいて中央制御部２４は、ブロック毎に乾燥作用の強度を各乾燥制御部（第１乾燥制御部６Ａ、第２乾燥制御部６Ｂ、第３乾燥制御部６Ｃ）に指令し、この指令に基づき各乾燥制御部は、乾燥ブロック毎に、所定の乾燥作用の強度で乾燥装置本体３の乾燥動作を開始させる。それと共に、中央制御部２４は、レーザー光の波長や出力を各投光制御部（第１投光制御部４Ａ、第２投光制御部４Ｂ、第３投光制御部４Ｃ）の計測機器制御部に指令する（ステップＳ１３）。さらに、各投光制御部及び受光部は、第１実施形態と同じ方法で、揮発ガス成分濃度を計測（ステップＳ１４）し、計測結果を中央制御部２４に出力する（ステップＳ１５）。そして、中央制御部２４は、各乾燥ブロックの揮発ガス成分濃度が目標値の許容範囲内であるかをそれぞれ判定し、許容範囲内であると判定された乾燥ブロックの乾燥制御部に、同じ乾燥作用の強度で乾燥動作させる指令を出力すると共に、この乾燥ブロックについてはステップＳ１４に戻り再び計測する（ステップＳ１６）。また、計測した揮発ガス成分濃度が、許容範囲外の場合、第１乾燥ブロック１０Ａ及び第２乾燥ブロック１０Ｂについては、次のステップＳ１７に進み、第３乾燥ブロック１０Ｃについては、次のステップＳ１８に進む。最後に、ステップＳ１７として、第１乾燥ブロック１０Ａ及び第２乾燥ブロック１０Ｂについては、中央制御部２４は、計測値が許容範囲の下限値より低い場合は、乾燥しにくい状態と判定し、揮発ガス成分濃度が目標値に近づく様に、乾燥作用の強度を予め設定する所定量増加させる制御信号を対応する乾燥制御部に出力する。また、中央制御部２４は、計測された揮発ガス成分濃度が許容範囲の上限値より高い場合は、乾燥しやすい状態と判定し、揮発ガス成分濃度が目標値に近づく様に、乾燥作用の強度を予め設定する所定量減少させる制御信号を対応する乾燥制御部に出力する（ステップＳ１７）。また、第３乾燥ブロック１０Ｃについては、ステップＳ１８として、第１実施形態で説明したステップ５と同じ判定を行い、判定結果に応じて制御信号を乾燥制御部に出力する（ステップＳ１８）。そして、所定の時間に達するまで上記ステップＳ１４〜Ｓ１８までの乾燥動作を乾燥ブロック毎に行う。

このような構成により、本実施形態に係るシート乾燥制御装置１は、乾燥ブロック毎に、所定の乾燥作用の強度が得られるように、乾燥装置本体３の乾燥動作を制御することができる。したがって、例えば、乾燥させるシートの種類等に応じて、乾燥ブロック毎に最適な乾燥作用の強度で、乾燥装置本体３の乾燥動作を制御することができる。

次に、本発明に係る乾燥制御方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明に係る乾燥制御方法の実施形態を示すフロー図でもある。図１，２は、本実施形態における乾燥制御方法を使用するシート乾燥装置の一例を示す概略図でもある。

本実施形態の乾燥制御方法は、シート２を搬送させながらシート２に含まれる溶剤を揮発させてシート２を乾燥する乾燥ブロック（筐体１０により形成されるシートを乾燥するエリアを示す）を有する乾燥装置本体３のシート２を乾燥させる乾燥動作を、以下に説明する手順で制御する方法である。

本実施形態における乾燥制御方法は、図５に示すように、まず、例えば、前述した初期データを事前に作成し、所定の印刷条件等を選択し、選択した条件に基づき乾燥装置本体３の乾燥動作を開始（ステップＳ１、２）させる。そして、乾燥ブロック内のシート２から揮発するガスの揮発領域１２に赤外域の波長のレーザー光を投光し、ガスの揮発領域１２を透過するレーザー光を受光し、受光するレーザー光の受光強度に基づきガスの揮発領域１２におけるシート２から揮発するガスの揮発ガス成分濃度を計測（ステップＳ３）する。さらに、計測する揮発ガス成分濃度が、例えば、選択した印刷条件等に応じて予め設定される揮発ガス成分濃度の許容範囲内であるかを判定する（ステップＳ４）。そして、許容範囲内の場合は、ステップＳ３に戻り再測定すると共に、乾燥装置本体３を同じ乾燥作用の強度で乾燥動作さる。また、許容範囲の上限値より高い場合は、例えば、乾燥作用の強度を予め定める所定量減少させ、許容範囲の下限値より低い場合は、乾燥作用の強度を予め定める所定量増加させる（ステップＳ５）。そして、所定の時間に達するまで上記ステップＳ３〜Ｓ５までの乾燥動作を行う。このようにして、揮発ガス成分濃度に基づき、乾燥装置本体３におけるシート２を乾燥させる作用の強度を調整して乾燥動作を制御する。

このような構成により、本実施形態に係る乾燥制御方法は、シート２からのガスの揮発ガス成分濃度を測定しガスの揮発状態を判定し、判定結果に応じて乾燥装置本体３の乾燥動作を制御することにより、乾燥装置本体３による乾燥作用の結果（乾燥度合い）を定量的に直接管理することができる。このようにして、シート２の乾燥工程における品質管理の精度を高めて、乾燥品質を向上させてシートを乾燥する乾燥制御方法を提供することができる。

次に、本発明に係るシート乾燥装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るシート乾燥装置の実施形態を示す概略構成図でもある。同様に、図２は、本実施形態のシート乾燥装置についての概略上面図でもある。

図１において、本実施形態のシート乾燥装置２５は、シートを搬送させながら該シートに含まれる溶剤を揮発させてシートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体３と、乾燥装置本体３のシートを乾燥させる乾燥動作を制御する、例えば、前述した第１実施形態のシート乾燥制御装置１とを備え、シート乾燥制御装置１により乾燥装置本体３の乾燥動作を制御し、シートを乾燥するように構成されている。なお、シート乾燥制御装置１は、これに限らず、前述した他の実施形態のシート乾燥制御装置１全てを適用することができる。また、乾燥装置本体３は、前述した他の実施形態の乾燥装置本体３全てを適用でき、これらに限らず、シートを搬送させながら該シートに含まれる溶剤を揮発させてシートを乾燥する乾燥ブロックを有し、乾燥作用の強度をシート乾燥制御装置１から制御可能な構成の乾燥装置本体３であればよい。

このような構成により、本実施形態に係るシート乾燥装置２５は、シート乾燥制御装置１により乾燥装置本体３における乾燥作用の効果を定量的に直接管理し、シート２の乾燥工程における乾燥品質についての管理精度を高めて、乾燥品質を向上させてシートを乾燥するシート乾燥装置２５を提供することができる。

なお、以上の全ての説明では、乾燥装置本体３は単一のものとして説明したが、単一のものに限らず、複数の乾燥装置本体３を並べて構成したものであってもよい。また、投光部１３は、１つの波長のレーザー光を投光するものとして説明したが、単一の波長に限らず、例えば、複数の投光部１３を備えて、複数の波長のレーザー光を投光し、受光部５を各波長のレーザー光の反射光をそれぞれ検知可能な構成としてもよい。さらに、受光部５がこのような構成の場合には、レーザー発振部１６は、複数の波長のレーザー光を同時に発振可能な構成であってもよい。

１ シート乾燥制御装置
２ シート
３ 乾燥装置本体
４ 投光制御部
５ 受光部
６ 乾燥制御部
１１ 計測機器制御部
１２ 揮発ガス領域
１３ 投光部
２２ 反射鏡
２３ 再帰反射体
２４ 中央制御部
２５ シート乾燥装置

Claims (20)

1. 一方向に搬送されるシートに含まれる溶剤を揮発させて該シートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体の乾燥動作を制御するシート乾燥制御装置において、
   前記乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を、赤外域の波長のレーザー光により計測する計測手段と、
   前記計測手段の計測結果に基づき前記乾燥装置本体における乾燥作用の強度を調整し、前記乾燥動作を制御する制御手段と、
   を備えるシート乾燥制御装置。
2. 前記計測手段は、前記乾燥ブロック内の前記計測エリアに赤外域の波長のレーザー光を投光する投光部及び前記計測エリアを透過するレーザー光を受光する受光部を有し、該受光部の受光強度に基づき前記計測エリアにおける前記揮発ガス成分濃度を計測することを特徴する請求項１に記載のシート乾燥制御装置。
3. 前記制御手段は、前記計測手段により計測する揮発ガス成分濃度が、予め設定する揮発ガス成分濃度の目標値に近づく様に、前記乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート乾燥制御装置。
4. 前記乾燥ブロックは、前記乾燥装置本体内のシート搬送方向に沿って複数設けられ、前記計測手段は、該乾燥ブロック毎に配置する構成とし、前記制御手段は、前記揮発ガス成分濃度の目標値を前記乾燥ブロック毎に予め設定し、前記乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を前記乾燥ブロック毎に制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
5. 前記計測エリアは、前記乾燥ブロック内におけるシート搬送方向の終端部側に設定される構成とし、
   前記計測手段は、前記計測エリアの前記揮発ガス成分濃度を測定可能に配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
6. 前記計測手段は、前記レーザー光を前記計測エリア内で光走査可能な構成としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
7. 前記計測手段の測定対象のガスは、揮発性有機化合物を主成分とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
8. 前記計測手段の測定対象のガスは、水を主成分とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか1つに記載のシート乾燥制御装置。
9. 前記投光部と前記受光部は、前記計測エリアを挟んで対向して配置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
10. 前記計測手段は、前記計測エリアを透過するレーザー光を反射する反射鏡を備え、前記投光部及び前記受光部を、該反射鏡と対向して前記計測エリアを挟んで配置する構成としたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
11. 前記反射鏡は、反射するレーザー光の光軸を調整して、前記受光部におけるレーザー光の受光強度を調整可能な構成としたことを特徴とする請求項１０に記載のシート乾燥制御装置。
12. 前記反射鏡は、再帰反射体とすることを特徴とする請求項１０に記載のシート乾燥制御装置。
13. 前記投光部から投光するレーザー光の波長は、中間赤外域の波長であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置。
14. 一方向に搬送されるシートに含まれる溶剤を揮発させて該シートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体の乾燥動作を制御する乾燥制御方法であって、
    前記乾燥ブロック内のシートの表面に沿う計測エリアにおける揮発ガス成分濃度を、赤外域の波長のレーザー光により計測し、その計測結果に基づき前記乾燥装置本体における乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を制御することを特徴とする乾燥制御方法。
15. 前記赤外域の波長のレーザー光を前記計測エリアに投光し、該計測エリアを透過するレーザー光を受光し、該受光したレーザー光の受光強度に基づき前記計測エリアにおける前記揮発ガス成分濃度を計測することを特徴する請求項１４に記載の乾燥制御方法。
16. 前記揮発ガス成分濃度の計測結果が、予め設定する揮発ガス成分濃度の目標値に近づく様に、前記乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を制御することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の乾燥制御方法。
17. 前記乾燥ブロックを前記乾燥装置本体内のシート搬送方向に沿って複数設け、該乾燥ブロック毎に前記ガスの揮発ガス成分濃度を計測し、前記揮発ガス成分濃度の目標値を前記乾燥ブロック毎に予め設定し、前記乾燥装置本体における前記乾燥作用の強度を調整して前記乾燥動作を前記乾燥ブロック毎に制御することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の乾燥制御方法。
18. 前記計測エリアを前記乾燥ブロック内におけるシート搬送方向の終端部側に設定し、該計測エリアの前記揮発ガス成分濃度を測定することを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１つに記載の乾燥制御方法。
19. 前記揮発ガス成分濃度の計測は、前記レーザー光を前記計測エリア内で光走査して行うことを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１つに記載の乾燥制御方法。
20. 一方向に搬送されるシートに含まれる溶剤を揮発させて該シートを乾燥する乾燥ブロックを有する乾燥装置本体と、
    前記請求項１〜１３のいずれか１つに記載のシート乾燥制御装置と、
    を備え、
    前記シート乾燥制御装置により前記乾燥装置本体の乾燥動作を制御し、シートを乾燥することを特徴とするシート乾燥装置。

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