JP2007521128A - 印刷ウェブ洗浄機 - Google Patents

Abstract

印刷プロセスにおける基板の表面に付着する粒子及び他の破片を除去するウェブ洗浄機（２０）。洗浄機は多数のパスローラ（２６）を使用し、パスローラは、ウェブが印刷機（２４）によって高速に駆動された状態で、それらの間にウェブ（２２）に緊密に保持する。洗浄機は、パスローラ（２６）間に位置する一組の逆回転ローラ（２８）を利用し、１つのローラは、ウェブの近接近してウェブの両側上に位置し、各ローラは、ウェブの流路方向と反対方向に回転する。分離バー（３６）がウェブに対して直角に位置し、各ローラ及び空気分離バーを覆うプレナム（４４）内に空気を方向付けるために隣接関係で各ローラに接触する。プレナムは、ウェブ表面上に空気薄膜を創成するローラの回転によって形成される空気流によってウェブ表面から分離された破片を収集するために用いられる。同一の空気流はプレナム内に乱気流も生成する。ウェブ表面から分離された破片を蓄積するために、ダスト収集機（５０）が各プレナムに接続される。

Description

本発明はウェブ洗浄一般に関し、より詳細には、基板材料のウェブ表面から、その上面及び下面のいずれにも接触することなく破片を持ち上げる処理システムに関する。

以前は、印刷規律における望ましくない粒子をウェブ表面から除去するための効果的な手段を提供するために、多くの種類の破片洗浄機が用いられてきた。多くのアプローチが用いられてきたが、限定的又は少しの成功しか収めなかった。ウェブの表面を軽くブラシ掛けする約６００〜８００ｒｐｍの速度で回転するブラシの形態の剛毛が利用されてきた。圧縮空気が成功裡に試されたが、それは毎平方インチ当たりほぼ２ポンドの圧力を必要とし、それはかなりのエネルギーを必要とし、且つ、他の複雑さを有する。回転ブラシ及び真空の組み合わせは実現可能な解決策と考えられてきたが、それは複雑であり、且つ、高容量の真空ブロア及びウェブ表面に接触するブラシを必要とする。

先行技術調査は、本発明の新規性を有する如何なる特許も明らかにしなかったが、以下の米国特許は関連すると考えられる。
特許番号 発明者 発効日
6,162,303 Wielock et al. 2000年12月19日
6,178,589 Kaim 2001年1月30日
6,193,810 Baum 2001年2月27日
6,195,527 Ziegelmuller et al. 2001年2月27日
6,207,227 Russo et al. 2001年3月27日
6,259,882 Lindblad et al. 2001年7月19日
6,598,261 Howard 2003年7月29日

米国特許第６，１６２，３０３号において、Ｗｉｅｌｏｃｈは、ウェブの輸送が中断されない状態で一方向で主要面に対する洗浄ローラでウェブ両側に表面を有するウェブを洗浄し、且つ、ウェブの輸送が中断されない状態で反対方向で主要面に対する接触洗浄ロールを回転するためのプロセスを教示している。

Ｋａｉｍに発効した米国特許番号第６，１７８，５８９号は、一組の洗浄装置が、プレスのフロアを通じて上方に移動する紙ウェブの両側で動作することを許容するトラック組立体に関する。トラック組立体は、プレス下方からのウェブ洗浄バフの取付け及び迅速な取り外しを容易にする。

Ｂａｕｍは、米国特許第６，１９３，８１０号において、走行中にウェブを安定化しながら、ウェブ表面内に埋め込まれ且つ絡まるダスト及びリントを洗浄する空気の薄膜を用いたコアンダ効果を利用して巻取機内の組織ウェブを洗浄する方法を開示している。

Ｚｉｅｇｅｌｌｅｒ ｅｔ ａｌ．は、米国特許第６，１９５，５２７号において、ウェブ織物のコイルを支持するネスティング構造を備えるウェブ洗浄装置を教示している。リップ部材がネスティング構造の一部を形成し、巻取スピンドルがコイルから離間した状態で、コイルの繰出し端がリップ部材の周囲を覆っている。

Ｒｕｓｓｏに発効した米国特許第６，２０７，２２７号は、供給ローラを洗浄する粘着性の表面塗膜を備えた洗浄シートを示している。

Ｌｉｎｄｂｌａｄ ｅｔ ａｌ．の米国特許第６，２５９，８８２号は、画像支持ベルトの表面から静電荷電粒子を除去することに関する。

Ｈｏｗａｒｄに発効した米国特許第６，５９８，２６１号は、改良が向けられている特許である。この特許は、ウェブに触れることなく、印刷プロセス中に基板の表面から破片を除去するためのウェブ洗浄機を開示している。プレス内のウェブは高速で移動し、逆回転ローラがアイドラー間に位置し、各ローラはウェブ流路の方向と反対方向に回転する。プレナムが破片を収集し、ダスト収集機内に負圧下で蓄積される。

平版プロセスにおけるオフセット印刷の規律において、頻繁なブランケットの洗浄の故に、ブランケットパイリングは浪費時間及び損失製造の源である。リント、紙繊維、基板表面上の塗膜は、ブランケットの取外し及び洗浄を必要とするハーフトーン詰まり及び所謂「ヒッキー」を引き起こす。頻繁なブランケットの洗浄はブランケット寿命を短縮し、印刷機の不要な摩耗及び早期劣化を置く。

上記開示に鑑み、従って、本発明の主たる目的は、印刷ユニットに進入する前に、ウェブの表面を完全に清浄にすることであり、それはブランケット洗浄をかなり削減する。本発明は、ブランケット洗浄が必要とされる以前の圧胴連続稼働数を増大し得ることが分かった。

本発明の重要な目的は、実際の接触なしにウェブの空気境界層を貫通することによる調整高速ウェブに向けられている。本発明は、ウェブ表面上に乱流洗浄薄膜内の空気流を向ける空気流を生成し、よって、スリッターダスト、緩い粘土塗膜、及び、他の破片(debris)をを完全に除去する。本発明は、紙、マイラー、及び、プラスチックのような繊細な表面に損傷を与えることなく、印刷において用いられる殆ど如何なる基板とも完全に機能するよう設計される。

本発明の他の目的は、滑らか或いはテクスチャード表面のいずれかを用いて、ローラによって生成される空気流の使用を適用することである。ローラは、ローラとウェブとの間に存在する極めて接近した空間に直近して、狭い乱流領域を生成し、それは、限定的な領域の故に、破片を除去し且つウェブに実際に接触することなく緩い粒子を移動するウェブに対する膨大なエネルギーを発展する。ローラは、その表面上での空気運動を引き起こすであろう如何なる平坦、円滑、又は、テクスチャード表面をも有し得るが、広範な試験によって、少なくとも毎秒９．８４フィート（毎秒３メートル）の差動速度で回転されるときに、軟質のバフ材料から成る研磨ホイールに類似するローラが最適であることが分かった。ウェブ表面から汚染物質が持ち上げられるや否や、それらは破片を受容し且つ貯蔵する別個の装置に容易に向けられ得る。

本発明のさらに他の目的は、ローラが移動ウェブと反対方向に回転することであり、この特徴は、回転ローラを取り囲む空気流が容易にプレナムに向けられるのを許容し、プレナムはウェブから除去された粒子を含む空気をローラからプレナム又はダスト収集装置に方向付けるバーを収容する。

本発明のさらに他も目的は、その使用が印刷品質の向上及び清浄なウェブ表面を用いたより一貫した色の取得を究極的に許容することである。洗浄機によって提供されるような調整済みウェブは、インク列及びダンパー内の汚染を低減するのみならず、特に印刷機器のブランケット及び印刷板内の汚染をも低減する。

本発明のこれらの及び他の目的は、添付の図面と共に理解されるならば、後述の好適実施態様の詳細な説明及び添付の請求項から明らかになるであろう。

本発明を実施する最良の形態が、図１乃至１５に示され、且つ、印刷機２４において用いられる基板ウェブ２２の表面から粒子及び他の破片を除去するために用いられるウェブ洗浄機２０から成る好適実施態様の関係で提示されている。本発明はオフセット印刷に用いられる平版プレスと共に用いられるよう特に設計されているが、他のプレス、及び、凸版印刷機、フレキソ印刷機、グラビア印刷機、インクジェット印刷機若しくはレーザ印刷機、又は、洗浄を要するウェブを利用する他の如何なる器具を含む印刷機器も同様に利益を享受し得ることが留意されるべきである。

シリンダ形態の複数のパスローラ２６が本発明において用いられ、特に図１及び２に示されるように、基板材料のウェブ２２がそれらの間に緊張して保持されている。パスローラ２６の場所及びそれらの相対的位置は、印刷機の構造によって決定され、具体的な用途に適合するよう任意に変化し得る。ウェブ２２は印刷機２４によって高速で駆動される。図９乃至１１は、頂部から底部へ或いは水平方向に直線的にのように、ウェブ２２がどこから進入しどこから出るかに依存して、幾つかの組み合わせを例証している。図１１に示されるように、ウェブ２２の流路に対応してウェブ洗浄機２０を角度付けし得る。パスローラ２６の使用は今日の業界で一般的に行われており、その構造は周知である。

ウェブ基板材料は、清浄な表面が必要とされる印刷又は他の工業用途のために用いられる如何なる種類であってもよい。最も一般的な材料は、紙、マイラー、又は、熱可塑性薄膜から成る。

図１乃至３及び図７乃至１１に例証されるように、１つのローラ２８がウェブと近接近してウェブ２２の両側に不変に固定された状態で、一組の逆回転ローラ２８がパスローラ２６の間に位置している。ローラ２８が相互とウェブ２２との間のそれらの相対的位置に固定されるという事実は、明確な利点であり、洗浄業界における他のアプローチの場合のようにローラのスパンを連続的に調節することが不要であるという点で、本発明の新規性に寄与する。本発明において、洗浄ローラの表面はウェブ表面と接触せず、従って、洗浄ローラ表面の摩耗がない。実験を通じて、ウェブ２２の両側上の０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）〜０．２００インチ（５．０８ｍｍ）のローラ２８の近接近が適切に機能することが証明された。洗浄機能は最大効率のために広範な差動ローラ／ウェブ速度に亘って起こるが、最小間隙は、ウェブ２２とローラ表面速度との間の速度差が、少なくとも毎秒９．７５フィート（毎秒３メートル）であることを必要とし、より大きな間隙のためには、速度差は少なくとも毎秒３３．７５フィート（毎秒１１メートル）でなければならない。これは、最低速度差で、ローラは可能な限り近接し、より高速で、それらの間の間隙はかなりより大きてもよいことを意味する。

さらに、各ローラ２８はウェブ２２の流路の方向と反対方向に回転し、ローラ表面速度が紙ウェブ２２速度を越えるとき、破片の実際の除去が開始する。毎秒９．７５フィート（毎秒３メートル）〜毎秒３５．７５フィート（毎秒１１メートル）の差で、ローラ２８から離れて乱流する空気流を生成するために、ローラ２８の周辺を取り囲む領域内に十分な乱流が創成される。如何なる他の圧縮空気をも必要とすることなく、ローラの全長に亘ってウェブ表面上に均一に影響を及ぼすことによって、自然な空気の動きを有利に用いて、この現象はウェブ２２の表面を洗浄するために用いられる。

組の逆回転ローラ２８は、適切な集束位置でウェブ２２の頂面及び底面上の双方に同時に乱流を創成する移動ウェブ２２の速度よりも大きな周辺速度をそれぞれ有する。

各逆回転ローラ２８は、滑らか２９であっても、或いは、外側面を取り囲む繊維房飾されたバフ材料３０のようにテクスチャード加工されていてもよく、それは空気流の膜を創成し得る。上記材料は最適な特性を有するものとして選択されるが、空気流の必要な薄膜を創成するために、十分な変化の外周上の可撓ブレード３２又は連続的な不規則表面３４のような他の表面も用い得る。不規則表面３４は、隆起スクープ、フィンガー、フラップ、又は、バンプのような如何なる種類の外面であってよく、溝若しくは類似物のマトリックスであってさえよい。しかしながら、繊維房飾されたバフホイール材料３０の利点は、回転時に、操作者にとって対処が安全であることである。何故ならば、最高速度で回転時に接触されるとしても、その回転面上に人を傷付けるものがないからである。繊維房飾されたバフ材料３０は図４に例証されており、可撓ブレード３２は図５に描写されおり、不規則表面３４は図６に絵画的に示されていることが留意されるべきである。

加えて、本発明にとって、逆回転ローラ２８が相互に反対であることは不要であることが留意されるべきである。バックアップローラ又はプレート又は他の機構が、ウェブがバフ又は洗浄ローラに対して正しく位置付けられることを保証する配置を作成し得るし、従って、ウェブの１つの側面だけを洗浄するよう配置のシステムを作成し得る。次に、選択的に、機械内の後の位置で、ウェブの反対側面を洗浄し得るし、或いは、もし必要であれば、同一側面を再度洗浄し得る。

分離バー３６がウェブ２２に対して９０度〜１８０度の角度で上流側に位置し、図２及び７に示されるように、それと直近関係にある各ローラ２８と隣接している。各分離バー３６の目的は、粒子を含む空気をウェブ２２からローラ２８の回転方向に向けることである。例証されているように、分離バー３６は少なくともローラ２８の長さを有し、図１３に示されるように、鈍縁部３８を含むか、或いは、図１４に示されるように、それは鋭縁部４０を選択的に有し得るし、或いは、丸縁部（図示せず）さえも有し得る。洗浄機２０の支持のために、並びに、選択的なパスローラ２６、ローラ２８、及び、電気モータ及び駆動装置から成る回転機器（これらは当該技術分野で周知であり且つ今日一般的に使用されているので図示されない）の取付用のフレームをもたらすために、構造支持バー４２が分離バー３６の反対側に位置している。

破片を含む空気の蓄積のための領域を覆い且つ提供するために、ウェブ表面上に乱気流を創成するローラの回転によって形成される空気流によってウェブ表面から除去される破片を収集するためのプレナム４４が、各ローラ２８及び分離バー３６を取り囲んでいる。プレナム４４はそれ自体が図１２乃至１５に示され、他の素子との関係が図１、２、７、及び、９乃至１１に示されている。プレナム４４は、一定断面形状を得るために、シート金属ストックから又は型を通じて延伸されるのが好ましい。適切なローラ２８はプレナム４４内に乱気流を生成し、空気中の破片のための収集領域を提供する。

各プレナム４４は、分離バー３６の末端部に隣接する少なくとも１つの長方形状の開口４６を含み、それによって、図１３及び１４に示されるように、空気がプレナム４４の内部に流入することを許容している。多くの開口４６が例証されているが、１つの長いスロット開口が用いられるのが好ましい。ローラ２８の外周から取られてプレナム４４を通じる空気流路が図７に示されている。プレナム４４からの空気を通すために、各プレナム４４は、その頂部、中央部、又は、端部に出口孔４８を含む。

ウェブ２２から解放される破片は、支持バー４２と分離バー３６との間のスロット方向に押し戻され、分離バーはそれ自体によって殆どの破片が除去されるのを可能にするが、一部の小さなより軽量な粒子は依然として軌道内にあり得る。従って、ダスト収集又は類似システムが順番にある。ダスト収集機又は類似システムによって負圧が加えられると、空気は支持バー４２と空気分離バー３６との間のスロットを通じてベルヌーイ効果を創成し、それは空気流を加速することによって、軌道内に依然としてある破片を剥ぎ取る低圧ゾーンを発生し、それを回転ローラ２８から離れて方向付ける。

全ての破片を除去し且つプレナム４４からの破片を処分するために、ダスト収集機５０又は類似システムの形態の破片を貯蔵する手段が各プレナム４４に接続され、それはウェブ表面から除去された全ての破片を究極的に蓄積する。プレナム４４からダスト収集機５０への接続は、図３によって示されるようなホース５２によって提供されている。ダスト収集機５０及びホース５２は従来的であり且つ周知であり、他の類似の構成部材がそれらの効用を容易に置換し得ることが留意されよう。

各異なる印刷機の構造及び利用可能な空間の故に、素子の実際の配置は、通常、変化することを条件とする。原理は相互の向きに拘わらず同一のままであるので、図面は主として外形図形態で概念的配置のみを描写している。

本発明は完全な詳細で記載され且つ添付の図面に絵画的に示されているが、本発明の制振及び範囲から逸脱することなしに多くの変更及び修正を本発明になし得るので、本発明はそのような詳細に限定されない。故に、それは添付の請求項の言語及び範囲内にあるありとあらゆる修正及び形態を含むよう記載されている。

好適実施態様を示す部分等角図である。 回転及びウェブの流路を指し示す矢印を備える好適実施態様を概略的に示す端面図である。 平版印刷機上に装着された好適実施態様を示す部分等角図である。 外面を取り囲む繊維房飾されたバフ材料を有するテクスチャードローラの１つを示す部分等角図であり、明瞭性のために本発明から取り外されて例証されている。 外面上に多数の可撓ブレードを有するテクスチャードローラの１つを示す部分等角図であり、明瞭性のために本発明から完全に取り外されて示されている。 明瞭性のためにローラが本発明から完全に取り外された状態で、ローラ上に不規則表面を有するテクスチャードローラの１つを示す部分等角図である。 指向性矢印で示される空気流を備える好適実施態様を概略的に示す端面図である。 ローラ及びウェブとのローラの近接関係を概略的に示す端面図である。 頂部から水平方向に進入するウェブを備える好適実施態様を概略的に示す部分端面図である。 底部から水平方向に進入するウェブを備える好適実施態様を概略的に示す部分端面図である。 頂部から垂直方向に進入するウェブを備える好適実施態様を概略的に示す部分端面図である。 プレナムの１つを部分的に示す概略図であり、明瞭性のために本発明から取り外されて示されている。 図１２の線１３−１３に沿って取られた断面図であり、鈍い空気分離バーを例証している。 図１２の線１４−１４に沿って取られた断面図であり、ナイフ端部空気分離バーを例証している。 図１３の線１５−１５に沿って取られた断面図であり、プレナム内の長方形の開口を例証している。

Claims (19)

1. 平面印刷又はその類似物において使用される基板の表面に付着する性質を有する粒子及び他の破片を除去するためのウェブ洗浄機であって、
   ａ）シリンダとして定められる複数のパスローラと、該パスローラ間に緊張された基板材料のウェブとを含み、該ウェブは、印刷機によって高速で駆動され、
   ｂ）前記パスローラ間に位置する一組の逆回転ローラを含み、１つのローラは、それと近接近する前記ウェブの両側に不変に固定されるが、前記ウェブと接触せず、各ローラは前記ウェブの進行方向と反対方向に回転し、
   ｃ）前記ウェブに対して９０度〜１８０度の間の角度で位置する一組の分離バーを含み、１つの分離バーは、各ローラと直近関係にあり、
   ｄ）前記ローラの回転によって形成される空気流によって、前記ウェブの表面から分離される破片を収集するために、各ローラ及び前記分離バーを取り囲むプレナムを含み、前記空気流は、前記ウェブの前記表面上の空気薄膜、及び、各プレナム内の乱気流運動を創成し、
   ｅ）前記ウェブの前記表面から除去される破片を蓄積するために、各プレナムに接続された破片を受容し且つ貯蔵するための手段とを含む、
   ウェブ洗浄機。
2. 前記基板材料は、紙、マイラー、及び、熱硬化性薄膜から成る群から選択される、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
3. 前記逆回転ローラの組は、空気流の薄膜を創成し得る滑らかな外面をそれぞれ有する、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
4. 前記逆回転ローラの組は、それらの外面上に、空気流の薄膜を創成し得る繊維房飾されたバフ材料をそれぞれ有する、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
5. 前記逆回転ローラの組は、それらの外面上に空気流の薄膜を創成し得る複数の可撓ブレードをそれぞれ有する、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
6. 前記逆回転ローラの組は、それらの外周上に、空気流の薄膜を創成し得る不規則表面をそれぞれ有する、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
7. 前記逆回転ローラの組は、前記ウェブの速度に対する前記ローラの差動速度をさらに含み、該差動速度は、最適性能のために、毎秒９．７５フィート（毎秒３メートル）〜毎秒３３．７５フィート（毎秒１１メートル）であり得る、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
8. 近接近する前記逆回転ローラ（２８）の組は、前記ウェブの両側上で０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）〜０．２００インチ（５．０８ｍｍ）である、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
9. 前記分離バーは、前記ローラに対する前記ウェブの上流側に配置される、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
10. 前記分離バーは、前記ウェブに対して９０度〜１８０度の間の角度の鈍縁部をさらに含む、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
11. 前記分離バーは、前記ウェブに対して９０度〜１８０度の間の角度で位置する鋭縁部をさらに含む、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
12. 前記分離バーは、前記ウェブに対して９０度〜１８０度の間の角度で位置する鈍縁部をさらに含む、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
13. 各分離バーは、その対応するローラの少なくとも全長である、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
14. 各プレナムは、前記空気分離バーに隣接した少なくとも１つの開口を含むことによって、空気が前記プレナムの内部に流入するのを許容する、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
15. 各プレナムは、前記破片を受容し且つ貯蔵する手段に接続するための出口孔を含む、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
16. 前記破片を受容し且つ貯蔵する手段は、ダスト収集機である、請求項１に記載のウェブ洗浄機。
17. 前記プレナムと前記ダスト収集機との間にホースが配置された、請求項１５に記載のウェブ洗浄機。
18. 印刷プロセスにおいて使用される基板の表面に付着する性質を有する粒子及び他の破片を除去するためのウェブ洗浄機であって、
    ａ）複数のパスローラを含み、該パスローラは、印刷機によって駆動され且つ前記パスローラ間に緊張して保持される基板材料のウェブを有し、
    ｂ）前記パスローラの間に位置する一組の逆回転ローラを含み、１つのローラは、それと近接近する前記ウェブの両側に固定され、各ローラは前記ウェブの進行方向と反対方向に回転し、
    ｃ）各ローラと直近関係で、各ローラに接する分離バーを含み、
    ｄ）前記ローラの回転によって形成される空気流によって、前記ウェブの表面から分離される破片を収集するために、各ローラ及び前記分離バーを取り囲むプレナムを含み、前記空気流は、前記ウェブの前記表面上の空気薄膜、及び、各プレナム内の乱気流を創成する、
    ウェブ洗浄機。
19. 複数のパスローラの間に配置され且つ該パスローラ間に緊張して保持される基板のウェブを備える、印刷機又は類似物において使用される前記基板の表面に付着する粒子及び他の破片を除去するためのウェブ洗浄機であって、
    ａ）前記パスローラの間に位置する一組のローラを含み、１つのローラは前記ウェブの両側に直近し、各ローラは前記ウェブの進行方向と反対方向に回転し、
    ｂ）各ローラと直近関係で、各ローラに接する分離バーを含み、
    ｃ）前記ローラの回転によって形成される空気流によって、前記ウェブの表面から分離される破片を収集するために、各ローラ及び前記分離バーを取り囲むプレナムを含み、前記空気流は、前記ウェブの前記表面上の空気薄膜、及び、各プレナム内の乱気流を創成する、
    ウェブ洗浄機。

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