JP2009505863A - スプレーバーのための中央マニホールド供給 - Google Patents

Abstract

スプレーバーは、スプレーバーに配置された１つ又は複数のマニホールドを有している。特に、スプレーバーは、それぞれがスプレーヘッドを有する専用の供給ラインに接続された１つ又は２つ以上のマニホールドを有しており、改良された横方向スプレー分配を生ぜしめる。

Description

本発明は印刷機、特に流体を供給するためのスプレーバーに関する。

関連出願とのクロスリファレンス
本願は、引用したことによりその開示内容全体は本明細書に記載されたものとされる、米国特許出願連続番号第１１／２０９５９７号明細書"IMPROVED SPRAY PATTERN VALVE BODY"及び米国特許出願連続番号第１１／２１００３９号明細書"SPRAY BAR CONTROL FOR ACCOMMODATING MULTIPLE WIDTHS"に関する。

背景
版胴に流体を供給するためにスプレーバーを使用することは印刷産業においてよく知られている。一般的に、スプレーバーはソースラインを介して流体源に接続されている。流体は、ソースラインを通ってスプレーバーへ移動し、スプレーヘッドを通って湿しローラを介して版胴に供給される。スプレーバーは、ソースラインをスプレーヘッドに接続するために共通の供給ラインを使用し、スプレーヘッドは共通の供給ラインに沿って直列に配置されており、共通の供給ラインの一方の端部はソースラインに接続されている。

共通の供給ラインに沿って直列に配置されたスプレーヘッドにおいて、スプレーヘッドの列に沿って流体圧力が減少する。すなわち、各スプレーヘッドは、ソースラインに最も近い１つ又は複数のスプレーヘッドよりも低い流体圧力を生じる。したがって、スプレーバーにおける第１のスプレーヘッドと最後のスプレーヘッドとの間には大きな差圧が生じる。このことは、部分的には、第１のスプレーヘッドから最後のスプレーヘッドまで共通の供給ラインを流体が通過する異なる距離によって生ぜしめられる。それぞれの先行するスプレーヘッドからの流体の排出によっても差圧が生ぜしめられる。スプレーバーによって生ぜしめられる横方向スプレー分配は圧力によって著しく影響されるので、スプレーバーに収容された複数のスプレーヘッドの差圧により、スプレーパターンの横方向均一性が妥協される。

発明の概要
本発明の実施形態によれば、入口を有するマニホールドと、複数のスプレーヘッドとを有するスプレーバーが提供され、各スプレーヘッドは、対応する供給ラインにおいてマニホールドに接続されている。スプレーヘッドは線形配列で提供されることができ、マニホールドは、線形に配置されたスプレーヘッドに関して中央に配置されている。好適には、各スプレーヘッドは、流体が各スプレーヘッドから噴霧される前の、マニホールドからの流体のためのスプレーバーにおける終了点である。

本発明の別の実施形態によれば、スプレーバーはさらに、第２の入口を有する第２のマニホールドと、２つのマニホールドの個々の入口に接続された共通の供給ラインとを有している。スプレーバーはさらに第２の複数のスプレーヘッドを有しており、第２の複数のスプレーヘッドの各スプレーヘッドは、対応する供給ラインを介して第２のマニホールドに接続されている。

図面の簡単な説明
発明の別の目的、特徴及び利点は、添付の図面に関連した以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１は、従来のスプレーバーを示している。
図２は、図１に示された従来のスプレーバーの横方向スプレー分配を示している。
図３は、従来のスプレーバー及び流れの公式を示している。
図４は、印刷機の印刷ユニットの典型的な湿し装置を示している。
図５（ａ，ｂ）は、発明の実施形態により配置されたスプレーバーを示している。
図６は、発明により図５に示されたスプレーバーの横方向スプレー分配を示している。
図７は、本発明によるスプレーバー及び専用の供給ライン長さを示している。
図８は、本発明の別の実施形態を示している。

詳細な説明
従来のスプレーバーは、共通の供給ラインに沿って直列に配置されたスプレーヘッドを有している。図１を参照すると、従来のスプレーバー１０は、ソースライン２０を介して流体源（図示せず）に接続されている。スプレーバー１０は、ソースライン２０をスプレーヘッド３０−１〜３０−８に接続するために共通の供給ライン１１０を使用している。スプレーヘッド３０−１〜３０−８は共通の供給ライン１１０に沿って直列に配置されており、ソースライン２０は共通の供給ライン１１０の一方の端部に接続されている。流体は、ソースライン２０からスプレーバー１０に進入し、スプレーヘッド３０−１〜３０−８から湿しローラへ供給され、この湿しローラが流体を１つ又は２つ以上の別の湿しローラ（集合的にここでは湿しローラ配列と呼ぶ）に転移され、これらの別の湿しローラ自体は流体を版胴の刷版に転移する。

図２を参照すると、共通の供給ライン１１０に沿って直列に配置されたスプレーヘッド３０−１〜３０−８において、スプレーヘッドの連続に沿って流体圧力が減少する。すなわち、各スプレーヘッド３０−１〜３０−８において、図２に示されたように、主供給ライン２０に最も近いスプレーヘッドよりも低い流体圧力が生じる。図２は、従来のスプレーハー１０の横方向スプレー分配パターンを示している。特に、図２は、流体圧力とスプレーヘッド３０−１〜３０−８との関係を示している。線２１０は、スプレーヘッド３０−１〜３０−８による流体のスプレー分配を表している。線２２０及び２３０によって示されているように、横方向スプレー分配における最も大きなばらつきは、スプレーヘッド３０−１とスプレーヘッド３０−８との間で生じている。線２２０は、スプレーヘッド３０−１からの横方向スプレー分配を表す水平な線である。線２３０は、従来のスプレーバー１０の横方向スプレー分配を表す線２１０の頂上に沿って引かれた傾斜した線である。したがって、線２３０は、スプレーヘッド３０−１〜３０−８が主供給ライン２０から離れるに従って、流体圧力の大きな減少を示している。したがって、スプレーヘッドがソースラインから離れて位置決めされるほど、そのスプレーヘッドにおける流体スプレー圧力は低くなる。

図３は、（Ｎ１〜Ｎ８で表された）スプレーヘッドを有する従来のスプレーバー１０と、流量を計算するための公式とを示している。これに関して、図３において、流量はｑ×ｎであり、この場合、ｎ＝ノズル／スプレーヘッドの数、Ｌ＝スプレーバー全長、ｑ＝ノズル／スプレーヘッドごとの所望の流量である。

以下に示される表１は、例示されたスプレーバー１０におけるスプレーヘッドのための流れ値を提供する。この例において、スプレーバー１０の長さは１６００ｍｍであると仮定され、８つのスプレーヘッドがスプレーバー１０に沿って互いから等しい間隔を置いて配置されているので、それぞれのレッグは２００ｍｍであると仮定される。

以下に示される表２は、スプレーヘッドＮ１〜Ｎ８のために計算された、バーにおける、圧力降下値を提供する。例示のために、計算は、内径が５ｍｍの供給ラインを仮定して提供されている。概して、スプレーヘッドが入口から遠くなるほど、累積と表示された列におけるデータによって示されているように、圧力降下が大きくなる。

表３は、例示的なスプレーバー１０の入口からいずれかのスプレーヘッドまでの最大合計圧力損失と、いずれか２つのスプレーヘッドの間の最大差圧とに関する、表２に基づいて計算された値を提供している。

本発明は、スプレーバーの改良された横方向分配を提供する。本発明の実施形態によれば、スプレーバーは、中央に配置されたマニホールド又はスプレーバーに配置された多数のマニホールドを有しており、スプレーヘッドごとのスプレーパターンのばらつきを最小限にする。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、横方向スプレー分配を改良するための発明の原理を具体化するスプレーバー５００を示している。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されたように、スプレーバー５００は、主供給ライン５１０と、マニホールド５４０と、専用の供給ライン５２０−１〜５２０−Ｎと、スプレーヘッド５３０−１〜５３０−Ｎとを有しており、この場合Ｎは所定の数である。

図５のこの実施例において、Ｎは８である。したがって、スプレーバー５００は、８つの専用の供給ライン５２０−１〜５２０−８と、８つのスプレーヘッド５３０−１〜５３０−８とを有している。スプレーバー５００は、主供給ライン５１０を介して流体源及びソースライン（両方とも示されていない）に接続されている。流体は、例えば、ソースからソースライン及び主供給ライン５１０を流過する、湿し装置のための湿し水等の溶剤であることができる。主供給ライン５１０を通過した後、流体はマニホールド５４０に進入する。ソースラインは、この実施例におけるように主供給ライン５１０にではなく、マニホールド５４０に直接に接続されていることができることが理解されるべきである。マニホールド５４０は、流体流れをスプレーヘッド５３０−１〜５３０−８に案内する専用の供給ライン５２０−１〜５２０−８に接続されている。流体はマニホールド５４０から、専用の供給ライン５２０−１〜５２０−８を通り、スプレーヘッド５３０−１〜５３０−８から湿しローラへ供給され、この湿しローラは流体を１つ又は２つ以上の別の湿しローラ（集合的に湿しローラ配列１８０）へ転移させ、図４に示されているように、この別の湿しローラ自体は流体を版胴４６０の刷版４７０に転移する。有利には、流体は、従来技術におけるようにソースラインから最も離れたスプレーヘッドにおいてだけでなく、それぞれのスプレーヘッドにおいて終了させられている。

図４は、湿しローラアセンブリ１８０における湿しローラに湿し水等の流体４４０−１〜４４０−８を噴霧するように配置された本発明によるスプレーヘッド５３０−１〜５３０−８を含む印刷ユニットの典型的な湿し装置を示すブロック図であり、前記湿しローラアセンブリ１８０は流体を印刷ユニットの版胴４６０の刷版４７０へ転移する。示されたように、スプレーヘッドは、版胴に対して軸方向に（すなわち版胴の軸線の方向に）配置されている。

図６は、本発明によるスプレーバー５００の横方向スプレー分配パターンを示している。特に、図６は、流体圧力とスプレーヘッド５３０−５〜５３０−８との関係を示している。線６１０は、スプレーヘッド５３０−５〜５３０−８による流体のスプレー分配を示している。図６に示されているように、線６２０は、スプレーヘッド５３０−５からの横方向スプレー分配を表す水平線である。線６３０は、スプレーバー５００からのスプレー分配を表す線６１０の頂上に沿って引かれた傾斜した線である。線６３０は、僅かな下方への傾斜を示しており、スプレーヘッド５３０−５〜５３０−８がマニホールド５４０から離れるほど流体圧力が減少することを示している。スプレーバーの実施形態の概略的な対称性により、スプレーバーの半分を表すデータ及び計算が、議論を単純化するために論じられている。

図７は、スプレーヘッド５３０−１〜５３０−８（Ｎ１〜Ｎ８で表されている）と、マニホールド５４０（Ｍで表されている）とを有する図５（ａ）及び図５（ｂ）のスプレーバー５００を示しており、それぞれの専用の供給ライン５２０−１〜５２０−４のためのレッグ長さを示している。この実施形態において、専用の供給ライン５２０−１〜５２０−４は、それぞれ７００ｍｍ、５００ｍｍ、３００ｍｍ及び１００ｍｍの長さを有しており、主ラインフィード５１０は８００ｍｍの長さを有している。

表４は、図５〜図７によるスプレーバーの実施形態におけるスプレーヘッドのための流量及び圧力減少を示しており、この場合、装置は、５ｍｍの内径（"ＩＤ"）の供給ラインを有すると仮定されており、内径５ｍｍの分岐ラインを備えている。表５は、スプレーバーの実施形態の入口からスプレーヘッドまでの最大合計圧力損失の計算と、スプレーヘッドの間の最大差圧とを有している。当業者は、表１〜５に列挙された値が、慣用の流体力学技術を用いてその他の流量及び供給ライン直径のために計算されることができることを認めるであろう。

マニホールド（Ｍで示されている）から様々なスプレーヘッド又はノズル（Ｎ１〜Ｎ４で示されている）までの圧力降下は、表４及び表５に示されているように最大で０．００２ｂａｒだけ異なる。このことは、スプレーヘッドごとの最小限のスプレーパターンばらつきを生じる。これに対して、従来技術の表２及び表３を参照すると、従来のスプレーバーの圧力は、最大で０．０６３ｂａｒだけ異なり、極めて大きなスプレーパターンのばらつきを生じる。さらに、しかしながら、入口からいずれかのノズルまでの最大合計圧力降下は、図３の実施形態よりも図５の実施形態において大きい。この実施例（０．１０５ｂａｒ対０．０７６ｂａｒ）において、これは依然として許容できる圧力降下である。

入口からノズルまでの全体圧力降下は、十分な圧力がノズルに到達することを妨げない限りは重要ではない。これに対して、ノズル同士の圧力のばらつきを減じることが極めて重要である。なぜならば、これは刷版において不均一な流体分布を生じるおそれがあるからである。

前記説明は単に発明の原理を例示している。したがって、前記説明は、当業者が発明の原理を具体化する多数の他の配列を構成し、ひいては発明の精神及び範囲に含まれることが認められるであろう。

例えば、上記開示に基づいて、発明の原理は様々なスプレーバー構成を容易に提供することができ、図８に示されたような発明の利益を達成するために２つ又は３つ以上のマニホールドが使用されることができることは明らかである。

さらに、開示に基づいて、スプレーバー５００は、スプレーバー５００の構成に応じて、より多くの又はより少ない専用の供給ライン及びスプレーヘッドを容易に提供することができることが明らかである。さらに、スプレーヘッド５３０のうちの１つ又は２つ以上を、別のスプレーヘッド５３１に直列に接続することも可能である（図８に破線で示されている）。しかしながら、これは、直列接続により、スプレーヘッド５３１とスプレーヘッド５３０−１〜５３０−ｎとのより大きな圧力降下ばらつきを生じやすい。

従来のスプレーバーを示している。 図１に示された従来のスプレーバーの横方向スプレー分配を示している。 従来のスプレーバー及び流れの公式を示している。 印刷機の印刷ユニットの典型的な湿し装置を示している。 発明の実施形態により配置されたスプレーバーを示している。 発明の実施形態により配置されたスプレーバーを示している。 発明により図５に示されたスプレーバーの横方向スプレー分配を示している。 本発明によるスプレーバー及び専用の供給ライン長さを示している。 本発明の別の実施形態を示している。

符号の説明

１０ スプレーバー、 ２０ ソースライン、 ３０ スプレーヘッド、 １１０ 供給ライン、 １８０ 湿しローラ配列、 ４４０ 流体、 ４６０ 版胴、 ４７０ 刷版、 ５００ スプレーバー、 ５１０ 主供給ライン、 ５２０ 専用の供給ライン、 ５３０ スプレーヘッド、 ５４０ マニホールド

Claims (17)

1. 印刷ユニットにおいて、
   入口を有するマニホールドと、
   複数のスプレーヘッドとが設けられており、各スプレーヘッドが、対応する供給ラインを介してマニホールドに接続されており、スプレーヘッドが印刷ユニットの版胴に対して軸方向に配置されていることを特徴とする、印刷ユニット。
2. スプレーヘッドが湿しローラアセンブリの湿しローラに流体を噴霧し、流体が次いで湿しローラアセンブリから版胴の刷版に転移される、請求項１記載の印刷ユニット。
3. スプレーバーにおいて、
   入口を有するマニホールドと、
   複数のスプレーヘッドとが設けられており、各スプレーヘッドが、対応する供給ラインを介してマニホールドに接続されていることを特徴とする、スプレーバー。
4. スプレーヘッドが線形の配列を成している、請求項３記載のスプレーバー。
5. マニホールドが、線形に配置されたスプレーヘッドに関して中央に配置されている、請求項４記載のスプレーバー。
6. 入口に接続された主供給ラインが設けられている、請求項３記載のスプレーバー。
7. マニホールドの両側に等しい数のスプレーヘッドが配置されている、請求項３記載のスプレーバー。
8. 複数のスプレーヘッドのうちの少なくとも１つが、別のスプレーヘッドに直列に接続されている、請求項３記載のスプレーバー。
9. 第２の入口を有する第２のマニホールドと、
   ２つのマニホールドの個々の入口に接続された共通の供給ラインと、
   第２の複数のスプレーヘッドとが設けられており、該第２の複数のスプレーヘッドの隠すプレーヘッドが、対応する供給ラインを介して第２のマニホールドに接続されている、請求項３記載のスプレーバー。
10. ２つのマニホールドの両側に等しい数のスプレーヘッドが配置されている、請求項９記載のスプレーバー。
11. スプレーバーにおいて、
    入口を有するマニホールドと、
    複数のスプレーヘッドとが設けられており、各スプレーヘッドが、対応する供給ラインを介してマニホールドに接続されており、各スプレーヘッドが、前記流体が前記各スプレーヘッドから噴霧される前の、マニホールドからの流体のための終了点であることを特徴とする、スプレーバー。
12. スプレーヘッドは線形の配列を成している、請求項１１記載のスプレーバー。
13. マニホールドが、線形に配置されたスプレーヘッドに関して中央に配置されている、請求項１２記載のスプレーバー。
14. 入口に接続された主供給ラインが設けられている、請求項１１記載のスプレーバー。
15. マニホールドの両側に等しい数のスプレーヘッドが配置されている、請求項１１記載のスプレーバー。
16. 第２の入口を有する第２のマニホールドと、
    ２つのマニホールドの個々の入口に接続された共通の供給ラインと、
    第２の複数のスプレーヘッドとが設けられており、各スプレーヘッドが、第２のマニホールドからの流体のための終了点である、請求項１１記載のスプレーバー。
17. ２つのマニホールドの両側に等しい数のスプレーヘッドが配置されている、請求項１６記載のスプレーバー。

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