JP2020142235A - 基体上に液体を塗布するための方法および塗布ユニット - Google Patents

基体上に液体を塗布するための方法および塗布ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】基体上に、特に印刷された記録担体上に、液体、特にラッカを、フレキシブルかつ効率的な手法で塗布できるようにする方法、および塗布ユニットを提供する。【解決手段】多孔性のローラ壁(316)を有する中空シリンダ状の塗布ローラ(310)の中空室(319)内に、基体(120)上に塗布するための液体(302)が用意される。転写個所で領域選択的に、液体(302)が塗布ローラの外周面(317)に存在する、または液体(302)が塗布ローラの外周面に存在しない、ということをもたらす目的で、基体上への転写個所に到達する前に、領域選択的に液体がキックバック圧力(335)により塗布ローラの外周面から遠ざかって多孔性のローラ壁内に押し戻される。このようにして効率的な手法で、基体上への液体の領域選択的な塗布を生じさせることができる。【選択図】図3a

Description

本発明は、基体上に、特に印刷された記録担体上に、液体、特にラッカを、フレキシブルかつ効率的な手法で塗布できるようにする方法、および対応する塗布ユニットに関する。
たとえば直方体状のボックスなどの梱包材料の製造にあたり、梱包材料用の印刷された折り畳みボックスを製造する目的で、たとえば段ボール紙から成る平坦な記録担体を印刷することができる。次いで、3次元の梱包材料を製造する目的で、印刷された折り畳みボックスを、決められた折り畳み個所もしくは折り目個所で折るもしくは折り畳むことができ、さらに決められた接着個所で接着することができる。
高品質の梱包材料を製造する目的で、一般的には印刷された記録担体は(水性の)ラッカによりコーティングされる。ただしこの場合、ラッカ層は、梱包材料を接着個所で接着するには不都合であり、それというのもラッカ層は、使用される接着剤の粘着作用もしくは接着力を低減する可能性があるからである。それにもかかわらず十分な接着作用を達成する目的で、ラッカ塗装された表面のために特別な接着剤を使用することができる。とはいえこのような接着剤に付随して、一般的にはコストが高まる。さらに種々のラッカタイプに対して一般的にはそれぞれ異なる接着剤を使用しなければならず、このことによって梱包材料製造におけるロジスティクス業務の手間が増える。
別の選択肢として、ラッカ塗装のためにフレキソ印刷の印刷ユニットを用いることができ、その際にこの印刷ユニットはクリシェシリンダを有し、このシリンダによって、梱包材料の1つまたは複数の接着領域において、記録担体上にラッカが塗布されない、ということがもたらされる。しかしながら、フレキソ印刷の印刷ユニットをディジタル印刷装置と共に使用するのは不都合であり、その理由は、比較的多くの手間をかけることによってしか、フレキソ印刷の印刷ユニットを接着領域の変更に整合させることができないからである。さらに、ディジタル印刷装置の印刷ユニットとクリシェシリンダとの同期合わせに付随して、一般的に比較的多くの手間がかかり、場合によっては(たとえば直接的に隣り合って続くプレート状の記録担体間の間隔が変動することなどに起因して)、同期合わせはまったく不可能である。
本明細書は、特に、1つまたは複数のラッカ塗装された領域と1つまたは複数のラッカ塗装されていない領域とを有する基体を製造する目的で、フレキシブルにかつコスト効率よく液体、特にラッカ、を基体上に領域選択的に塗布できるようにする技術的課題に取り組むものである。この課題は、装置に係る請求項である請求項1の特徴により、ならびに方法に係る請求項である請求項10の特徴により、解決される。
本発明の1つの態様によれば、基体上に液体を塗布するための塗布ユニットについて説明される。塗布ユニットは、多孔性のローラ壁を備えた中空もしくは中空シリンダ状の塗布ローラを含み、この場合、ローラ壁により取り囲まれた塗布ローラの中空室内に、基体上に塗布されるべき液体が存在している。塗布ローラは、液体が内圧に基づき所定の押し出し速度でローラ壁を通って塗布ローラの外周面へと移動するように、形成されている。しかも塗布ユニットは、塗布ローラを所定の回転速度で所定の回転方向に回転させるように構成された運動手段を含む。さらに塗布ユニットは、回転方向で基体への転写個所の手前に配置されたキックバックユニットを含み、このキックバックユニットは、キックバック圧力が及ぼされることにより領域選択的に液体を塗布ローラの外周面から遠ざけて塗布ローラの中空室へと押圧するように、構成されている。
押し出し速度、回転速度およびキックバック圧力は、以下のように互いに調節されている。すなわち、キックバックユニットによりキックバック圧力が及ぼされた塗布ローラの外周面の第1の領域では、この第1の領域が転写個所に到達したときに、塗布ローラの外周面には液体が存在せず、さらにキックバック圧力が及ぼされなかった塗布ローラの外周面の第2の領域では、この第2の領域が転写個所に到達したときに、塗布ローラの外周面には液体が存在するように、互いに調節されている。
本発明のさらなる態様によれば、基体上に液体を塗布するための方法について説明される。この方法は、液体が塗布ローラの中空室から所定の押し出し速度で多孔性のローラ壁を通って塗布ローラの外周面へと移動する、ということをもたらすステップを含む。さらにこの方法は、塗布ローラを所定の回転速度で所定の回転方向に回転させるステップを含む。しかもこの方法は、回転方向で基体への転写個所の手前に配置されたキックバック個所において、回転している塗布ローラの外周面上にキックバック圧力を選択的に及ぼすステップを含み、その目的は、領域選択的に液体を塗布ローラの外周面から遠ざけて塗布ローラの中空室へと押圧することである。
以下では、概略的な図面に基づき本発明の実施例について詳しく説明する。
ラッカユニットを備えた例示的なインクジェット印刷装置を示すブロック図である。 印刷された記録担体を示す図である。 多孔性の塗布ローラを備えた例示的なラッカユニットを示す図である。 キックバックユニットのすぐ後に続く塗布ローラの多孔性のローラ壁の例示的な区間を示す図である。 転写ローラまたは基体への転写個所における塗布ローラの多孔性のローラ壁の例示的な区間を示す図である。 キックバックユニットおよび塗布ローラの例示的なセグメント化について示す図である。 キックバックユニットを備えた例示的な塗布ローラを示す斜視図である。 液体、特にラッカ、を基体上に領域選択的に塗布するための例示的な方法を示すフローチャートである。
図1に描かれている印刷装置100は、枚葉紙状またはシート状またはプレート状または帯状の記録担体120の上に印刷するために設計されている。記録担体120を、紙、ボール紙、厚紙、金属、プラスチック、繊維、これらの組み合わせ、および/またはその他の適切な印刷可能な材料から製造されたものとすることができる。特に記録担体120を、段ボール紙から製造されたものとすることができる。記録担体120は、(矢印で表された)搬送方向1に沿って印刷装置100の印刷ユニット140を通して案内される。この場合、相前後して続く記録担体120は、互いに特定の間隔を有することができる。印刷装置100において、特に剛性のプレート状の記録担体120を、搬送ベルトを用いて印刷ユニット140を通して移動させることができる。本明細書において説明される態様は、インクジェット印刷装置と関連させて説明されるけれども、印刷装置全般に(たとえばトナーベースの印刷装置にも)適用することができ、または印刷装置とは無関係に適用することもできる。
印刷装置100の印刷ユニット140は、図示の例では2つの印刷バー102を含み、この場合、各印刷バー102を、特定の色のインクで印刷するために使用することができる(たとえばブラック、シアン、マゼンタおよび/またはイエローおよび場合によってはMICRインク)。種々の印刷バー102を、それぞれ異なるインクによる印刷のために使用することができる。さらに印刷ユニット140は、少なくとも1つの定着ユニット150を含むことができ、この定着ユニット150は、記録担体120上に印刷された印刷画像を定着するように構成されている。
印刷バー102は、1つまたは複数の印刷ヘッド103を含むことができ、これらの印刷ヘッド103は場合によっては、1つの印刷画像の種々の行31、32の画素を記録担体120上に印刷する目的で、複数の列で互いに並置されている。図1に描かれている例の場合、印刷バー102は5つの印刷ヘッド103を含み、各印刷ヘッド103は、1つの印刷画像の一群の行31、32の画素を記録担体120上に印刷する。
印刷ユニット140の各印刷ヘッド103は、図1に描かれている実施形態の場合、複数のノズル21、22を含み、この場合、各ノズル21、22は、インク滴を記録担体120に向けて発射または投射するように構成されている。印刷ユニット140の印刷ヘッド103はたとえば、数千個の実際に使用されるノズル21、22を含むことができ、これらのノズル21、22は、記録担体120の搬送方向1と交差する方向で複数の列に沿って配置されている。印刷ユニット140の1つの印刷ヘッド103のノズル21、22を用いることで、1つの印刷画像の1つのラインの複数の画素を、搬送方向1と交差する方向で、つまり記録担体120の幅に沿って、記録担体120上に印刷することができる。
印刷装置100はさらに制御ユニット101(たとえば制御ハードウェアおよび/またはコントローラ)を含み、この制御ユニット101は、印刷データに応じて印刷画像を記録担体120上に塗布する目的で、印刷ユニット140の個々の印刷ヘッド103の個々のノズル21、22のアクチュエータの動作を制御するように構成されている。
印刷装置100はさらに、ラッカ塗装ユニットもしくはラッカユニット170を含むことができ、またはラッカ塗装ユニットもしくはラッカユニット170と共働することができ、その際にラッカユニット170は、印刷された記録担体120をラッカ層で覆うように構成されている。梱包材料印刷においては、その際に好ましくは水性のラッカが使用される。
図2には、印刷された記録担体120が示されており、この記録担体120から折り畳みボックス200を打ち抜くことができる。図2には特に、折り畳みボックス200の輪郭が示されている。折り畳みボックス200は一般的に1つまたは複数の印刷領域201を含み、これらの印刷領域201において印刷塗料、特にインク、が塗布される。特に、1つまたは複数の印刷領域201を、印刷データに応じて印刷ユニット140により(たとえば規定された印刷画像によって)印刷することができる。さらに折り畳みボックス200は一般的に1つまたは複数の領域202を有し、これらの領域202においてはたいてい印刷塗料、特にインク、が塗布されない。梱包材料の製造にあたり一般的には、接着剤が1つまたは複数の領域202に塗布される。さらに印刷された折り畳みボックス200が(破線で描かれた線のところで)折られ、場合によっては折り畳まれ、接着剤で覆われた領域202のところで接着される。このようにして3次元の梱包材料を提供することができる。図2に描かれている折り畳みボックス200によって、たとえば直方体状のボックスを製造することができる。
印刷された印刷領域201を保護するために、さらに高品質の梱包材料を提供するために、折り畳みボックス200にラッカ層をコーティングすることができる。その際に好ましくは、1つまたは複数の領域202のラッカ塗装は行われない。その理由は、ラッカ層は一般的に接着剤の接着作用に悪影響を及ぼすからである。ラッカユニット170をこの目的で、ラッカを領域選択的な手法で記録担体120に塗布するように構成することができる。
図3aには、多孔性のローラ壁316を有する中空もしくは中空シリンダ状の塗布ローラ310を備えたラッカユニット170が示されている。ここで述べておくと、以下においてラッカユニット170について説明される態様は、液体を基体上に塗布するように構成された塗布ユニット全般に当てはまる。塗布ローラ310は、搬送方向1と交差して延在する横断方向2に沿って幅を有しており、この幅は、記録担体120もしくは一般的には基体120のラッカ塗装すべき幅と一致している。塗布ローラ310は図3aにおいて、塗布ローラ310の端面318に向かう視点で側方から描かれている。さらに塗布ローラ310は図3dにおいて、塗布ローラ310の周面に向かう視点で上方から描かれている。しかも塗布ローラ310は図3eにおいて、斜視図として描かれている。
塗布ローラ310は、多数の孔311を備えた多孔性のローラ壁316を有し、その際にこれらの孔311は、塗布ローラ310の中空室319内の液圧pが塗布ローラ310の周囲圧力pを上回ったときに、ラッカ302(もしくは一般的には液体)が塗布ローラ310の中空室319からローラ壁316を通って、ローラ壁316の外面もしくは外周面317に到達できるようなサイズである。塗布ローラ310の中空室319内の液圧および/または内圧pをたとえば、中空室319内のラッカ302の充填レベルに基づき、かつ/またはポンプ(図示せず)に基づき、調整することができる。液圧および/または内圧を、中空室319内のラッカ302の静水圧とすることができ、この静水圧は、ラッカ302の重力により及ぼされる圧力と、中空室319内のラッカ302の表面上に及ぼされる圧力とから合成される。
図3aに描かれている例の場合、塗布ローラ310の端面における導管315を介して、保管容器313からラッカ302が供給される。塗布ローラ310の中空室319内に、センサ314(たとえば圧力センサおよび/または充填レベルセンサ)が配置されている。ラッカユニット170の制御ユニット305を、中空室319内かつ/または保管容器313内へのラッカ302の供給をセンサ314のセンサデータに応じて制御するように、構成することができ、その目的は特に、塗布ローラ310の中空室319内の液圧pを、規定された目標圧力値に合わせて調整するためであり、かつ/または差圧p−pを規定された目標値に合わせて調整するためである。液圧pおよび/または差圧p−pの調整によって、ラッカ302が中空室319からローラ壁316を通ってローラ壁316の外周面317に押し出される、押し出し速度および/または押し出し力352を調整することができる。
静水液圧pは、中空室319内におけるラッカ302の重力もしくは重量に依存する第1の圧力成分を含む。この第1の圧力成分は、ローラ壁316の最下部において最も高く、ローラ壁316の最上部においてゼロである。さらに保管容器313の充填レベルによって、かつ/またはポンプによって、場合によっては、静水液圧pの付加的な第2の圧力成分が及ぼされ、この成分はローラ壁316のすべての個所に等しく作用する。静水液圧pは、第1の圧力成分と第2の圧力成分との合計として及ぼされ、(ローラ壁316の最上部における)最低圧力と(ローラ壁316の最下部における)最高圧力との間で変動する。制御ユニット305を、ローラ壁316の特定の個所における静水液圧p(たとえば最低圧力または最高圧力)を規定された目標圧力値に合わせて調整するように、構成することができる。
塗布ローラ310の中空室319は、(図3aに描かれているように)好ましくは完全にラッカ302によって充填されている。このようにすれば、塗布ローラ310の中空室319内部における泡(特に気泡)の形成を回避することができ、このことによって特に均一なラッカ塗布が可能となる。この場合、液圧pおよび/または差圧p−pの調整を、導管315を介して塗布ローラ310の外側から行うことができる。特に、保管容器313内の充填レベルの調整によって、塗布ローラ310の中空室319内の液圧pを(連通している複数の管の原理により)調整することができる。
塗布ローラ310は電動モータ(図示せず)によって駆動され、それによって塗布ローラ310は軸線312を中心に回転方向301で回転する。その際に塗布ローラ310を、ラッカ塗装すべき基体120の搬送運動と同期して動かすことができ、その目的は、塗布ローラ310を直接的に、または転写ローラ320を介して間接的に、基体120の表面上に転がして進ませ、それによってラッカ302を塗布ローラ310の外周面317から基体120の表面上に移すためである。この場合、ラッカ302の転写を、図3aに描かれているように、転写ローラ320を介して間接的に行うことができ、この転写ローラ320は、軸線322を中心に塗布ローラ310と同期して回転させられ、第1の転写個所において塗布ローラ310の外周面317からラッカ302を受け入れ、第2の転写個所で基体120の表面にラッカ302を移す。転写ローラ320の表面をドクタブレード321によりクリーニングすることができ、これは回転方向301において第2の転写個所の後ろであり第1の転写個所の手前に配置されている。
塗布ローラ310は、場合によっては弾性の周面317および/または弾性のローラ壁316を有することができる。したがって信頼性のある手法で、塗布ローラ310から基体120の表面への直接的な転写を行うことができる。
基体120の表面の領域選択的なラッカ塗装を可能にする目的で、ラッカユニット170はキックバックユニット330を有し、このキックバックユニット330は、塗布ローラ310のローラ壁316内に、特にローラ壁316の孔311内に、配置されたラッカ302を、領域選択的に塗布ローラ310の中空室319の方向に押し戻すように、構成されている。この場合、キックバックユニット330は、塗布ローラ310の回転方向301において、転写ローラ320および/または基体120への(第1の)転写個所の手前に配置されている。
キックバックユニット330は少なくとも1つのノズル332を有し、このノズル332は、塗布ローラ310のローラ壁316の外周面317における規定された個所のところで、ローラ壁316の外周面317上にキックバック圧力pueを及ぼすように、構成されている。好ましくはキックバックユニット330は、横断方向2に延在するラインに沿って塗布ローラ310のローラ壁316の外周面317のところに、多数のノズル332(もしくは多数のセグメントに区分けされた1つのノズル)を有する。多数のノズル332を、それぞれ塗布ローラ310のローラ壁316の外周面317におけるそれぞれ異なる規定された個所のところで、ローラ壁316の外周面317上にキックバック圧力pueを及ぼすように、構成することができる。
この場合、キックバック圧力Pueは、塗布ローラ310の中空室319内の液圧pよりも(たとえば係数2以上、係数5以上、もしくは係数10以上)高い。その結果、ラッカ302は、キックバック圧力Pueが及ぼされるローラ壁316の外周面317の規定された個所で、外周面317から遠ざかって塗布ローラ310の中空室319へと押し戻される。
図3bには、塗布ローラ310のローラ壁316の種々の区間353、354が、展開図もしくは平面図として示されている。特に図3bには、多孔性のローラ壁316の(横断方向2に沿った)縦断面図が示されている。図3bには、キックバック圧力Pueがローラ壁316の外周面317に及ぼされた区間353が示されており、これによりラッカ302はこの区間353において、外周面317から遠ざかるように押圧され、したがってローラ壁316の外周面317まで比較的広い間隔351を有する。さらに図3bには、キックバック圧力Pueがローラ壁316の外周面317に及ぼされなかった区間354が示されており、これによりラッカ302はこの区間354において、外周面317から遠ざかるように押圧されておらず、したがってローラ壁316の外周面317まで比較的狭い間隔351を有し、またはまったく間隔351を有しておらず、かくしてローラ壁316から流出可能である。
キックバックユニット330は(切換)弁333を有することができ、この弁333は、キックバックユニット330のノズル332を選択的に、(比較的低い)第1の圧力334(たとえば周囲圧力)と、または(比較的高い)第2の圧力335(たとえばキックバック圧力Pue)と結合するように、構成されている。この場合、第1の圧力334と第2の圧力335との間の切換を、塗布ローラ310の回転中に任意に行うことができ、したがってラッカ302は区間ごとに、(図3bの区間353に具体的に示されているように)塗布ローラ310の外周面317から遠ざかって押し戻され、もしくは(図3bの区間354に具体的に示されているように)遠ざかって押圧されないようになる。
図3bには、キックバックユニット330を通過した直後の塗布ローラ310のローラ壁316内部におけるラッカ302の間隔351が、具体的に示されている。塗布ローラ310の外周面317の規定された個所は、キックバックユニット330から(第1の)転写個所まで回転させられ、この個所において領域選択的な手法で、ラッカ302が転写ローラ320上かつ/または基体120上に移されることになる。塗布ローラ310の外周面317の規定された個所を転写個所まで搬送する間、(塗布ローラ310の中空室319内の液圧pにより及ぼされる)押し出し力352がラッカ302に作用し、その結果、ラッカ302は塗布ローラ310の外周面317へと動かされる。
キックバックされた区間353では、外周面317からのラッカ302の間隔351を、ラッカ302が転写個所のところでも引き続き塗布ローラ310の外周面317から遠ざけられていて、それによってラッカ302が移されない程度に、広くすることができる。他方、キックバックされなかった区間354では、間隔351を、ラッカ302が転写個所のところで塗布ローラ310の外周面317に流出し、それによってラッカ302が移される程度に、狭くすることができる。
図3cには、転写個所に到達したときの塗布ローラ310のローラ壁316内もしくはローラ壁316のところでの、(図3bに対応する)ラッカ302の配置が示されている。図3cからわかるように、ラッカ302はキックバックされた区間353では転写個所においても、塗布ローラ310の外周面317には依然として到達しておらず、他方、キックバックされなかった区間354では、既にラッカ302は塗布ローラ310の外周面317から流出させられている。したがって区間ごとにラッカ302を押し戻すことによって、区間ごとにラッカ塗布を生じさせたり、もしくは阻止したりすることができる。
図3dおよび図3eに描かれているように、キックバックユニット330のノズル332を、塗布ローラ310の横断方向2に沿って、もしくは回転軸312に沿って、複数のセグメント336もしくは複数の部分ノズルに、区分けすることができる。これによって、選択的な手法で1つの基体120のそれぞれ異なるセグメントに、ラッカ塗装することができ、もしくはラッカ塗装しないようにすることができる。換言すれば、横断方向2に沿ってキックバックユニット330をセグメント化することによって、回転方向301と交差する方向でも領域選択的なラッカ塗装を実施することができる。
図3dに描かれているように、ラッカ302のための導管315を、中空の塗布ローラ310の端面318を介して塗布ローラ310の中空室319内に案内することができる。さらに図3aには、回転方向301でキックバックユニット330の手前に配置されたドクタブレード331が示されており、このドクタブレード331は、キックバック操作の信頼性を高める目的で、ラッカ302の領域選択的なキックバックの前に外周面317をクリーニングするように構成されている。
したがって本明細書で説明されるラッカユニット170は、セラミック、金属またはプラスチックから成る多孔性の管、多孔性の中空シリンダ、もしくは多孔性の塗布ローラ310を有することができ、これはその内部319において、塗布すべき液体302によって(特にラッカによって)充填されている。ローラ壁316の内側と外側との間において差圧を部分的に印加することによって、孔311内に存在する液体302を内側もしくは外側に変位させることができる。その際、(たとえばゴムで覆われた)転写ローラ320および/または基体120との転写個所において、望ましい量の液体302が塗布ローラ310の外周面317において得られるように、塗布ローラ310の内側と外側との間の差圧、孔311の孔のサイズ、および/または使用される液体302の粘度を、互いに調節することができる。転写個所において一般的には、塗布ローラ310の外周面317のところに存在する液体302の50:50の分裂が生じる。
ラッカ量の精密な調量を可能にする目的で、多孔性の塗布ローラ310上の規定の個所に、ドクタブレード331を配置することができ、このドクタブレード331によって、先行のサイクルによる塗布ローラ310の外周面317上での液体層の不均一性が取り除かれる。孔311の孔のサイズは好ましくは、基体120上で孔311によりもたらされる構造が識別できない程度に小さい。孔311の分布もしくはその結果として生じる流動抵抗は好ましくは、ローラ壁316のいずれの個所においても時間単位あたりの差圧が等しいときにほぼ等しいラッカ量が流出するように、ローラ壁316全体に沿って均一である。換言すれば、ローラ壁316は、(少なくとも平均すると)貫通横断面積がそれぞれ等しい孔311の、周囲全体にわたる均一な分布を有することができる。
本明細書で説明されるキックバックユニット330によって、ドクタブレード331の後方で塗布ローラ310の外周面317における規定の領域に、差圧よりも実質的に高い正圧(特にキックバック圧力335)を印加することができ、その結果、液体302は塗布ローラ310の中空室319内に押し戻される。この場合、液体302は好ましくは、液体302の界面がローラ壁316内部においてローラ壁316の内側に到達するように強くは、押し戻されない。換言すれば、キックバック圧力335は好ましくは、液体302が塗布ローラ310の中空室319内に完全には押し戻されず、引き続きいくらか液体302がローラ壁316のこの領域において孔311内に残る程度に低い。
ローラ壁316の外周面317の面積要素が、キックバック圧力335が及ぼされたキックバック個所を離れ、転写個所の方向にさらに移動すると、差圧(たとえば液体302の静水圧)によって、液体302とローラ壁316内部の空気との界面が再び外側に向かってローラ壁316の外周面317へと変位させられる、つまり液体302が内圧に基づき再び外側に向かって押しやられる、ということがもたらされる。
上述のように、キックバックユニット330を横断方向2に沿って複数のセグメント336に区分けすることができ、それらのセグメント336においてそれぞれ個別にキックバック圧力335を印加することができる。セグメント336の個数によって、横断方向2に沿った領域選択的な液体塗布の分解能が決定される。たとえばそれぞれ異なるセグメント336を、基体120上の1つの印刷画像のそれぞれ異なるラッカなし領域202のために用意することができる。場合によっては、セグメント336を変位可能もしくは位置調整可能とすることができ、このようにすればセグメント境界を、(たとえば基体120上の1つの印刷画像のラッカなし領域202のポジションに応じて)手動でまたは自動的に変位させることができる。
長手方向もしくは搬送方向1の分解能は、キックバック圧力335を(たとえば弁333を用いて)オンもしくはオフすることができる速度によって決定される。場合によっては、キックバック圧力335の切換速度を高める目的で、2つまたはそれよりも多くの部分領域を搬送方向1において別々に制御できるように、キックバックユニット330が搬送方向1でセグメント化を有することができる。
圧力比、孔のサイズおよび液体302の粘度を適正に設定すれば、塗布ローラ310の外周面317の区間353においてキックバック圧力335が印加された結果、転写個所に到達したときに液体302と空気との界面が、塗布ローラ310の外周面317にはまだ到達していない、ということがもたらされ、それによってこの区間353では液体302が移されない。他方、塗布ローラ310の外周面317の区間354においてキックバック圧力335が加わらなければ、差圧によって、塗布ローラ310の外周面317における液体302が流出する結果となる。
塗布ローラ310と転写ローラ320もしくは基体120との間の転写個所(特にローラニップ)は好ましくは、転写個所において液膜が膜分裂により約50:50で分裂させられて基体120上に移される(すなわち50%は転写ローラ320もしくは基体120上に移行し、50%は塗布ローラ310上に残る)ように、設計されている。その際に好ましくは、領域選択的な液膜が「塗り込められて汚れる」のを回避する目的で、転写個所のニップにおいて液膜の押し潰しは生じない。液膜の転写に続き、(ドクタブレード331による)塗布ローラ310および/または(ドクタブレード321による)転写ローラ320のクリーニングを行うことができる。
図4には、液体302(特にラッカ)を基体120上に(特に(印刷された)記録担体上に)塗布するための例示的な方法400のフローチャートが示されている。方法400は、液体302が中空もしくは中空シリンダ状の塗布ローラ310の中空室319から、中空室319内の高められた内圧に起因して所定の押し出し速度で、塗布ローラ310の多孔性のローラ壁316を通り塗布ローラ310の外周面317へと移動する、ということをもたらすステップ401を含む。その際に液体302の押し出し速度を、塗布ローラ310の中空室319内の液体302の液圧(特に塗布ローラ310の外周面317における周囲圧力に対し相対的な液圧)を調整することによって、調整することができる。
押し出し速度は一般的には、基体120上に移されるべき液体302の目標量に依存する。換言すれば、押し出し速度を(たとえば塗布ローラ310の中空室319内の内圧調整により)、転写個所において液体302の規定された目標量を基体120上に移すことができるように、調整することができる。その際に押し出し速度は一般的には(内圧に加え)、外圧もしくは周囲圧力、ローラ壁316の多孔率、孔311の個数および/またはサイズ、ローラ壁316の厚さ、液体302の粘度、および/またはローラ壁316の通過抵抗に依存する。
さらに方法400は、塗布ローラ310を所定の回転速度で回転方向301に回転させるステップ402を含む。この目的で塗布ローラ310は、電動モータにより駆動される。
さらに方法400は、回転方向301で基体120への転写個所の手前に配置されたキックバック個所において、回転している塗布ローラ310の外周面317上にキックバック圧力335を選択的に及ぼすステップ403を含み、その目的は、領域選択的に液体302を塗布ローラ310の外周面317から遠ざけて塗布ローラ310の中空室319へと押圧することである。キックバック個所をたとえば、20°〜90°の角度間隔をおいて転写個所の手前に配置することができる。転写個所において、基体120上に直接的に転写を行うことができ、または(付加的な転写ローラ320を用いて)基体120上に間接的に転写を行うことができる。
キックバック個所でキックバック圧力335が及ぼされた塗布ローラ310の外周面317の第1の領域において、この第1の領域が転写個所に到達したときに、塗布ローラ310の外周面317に液体302が存在しないように、押し出し速度、回転速度、およびキックバック圧力335(ならびに場合によってはキックバック個所と転写個所との間の間隔)を、互いに調節することができる。かくして第1の領域においては、基体120上への液体302の塗布は行われない。
さらに、キックバック個所でキックバック圧力335が及ぼされなかった塗布ローラ310の外周面317の第2の領域において、この第2の領域が転写個所に到達したときに、塗布ローラ310の外周面317に液体302(たとえば液体302の目標量)が存在するように、押し出し速度、回転速度、およびキックバック圧力335(ならびに場合によってはキックバック個所と転写個所との間の間隔)を、互いに調節することができる。かくして第2の領域においては、基体120上への液体302の塗布が行われる。
このように本明細書では、液体302を基体120上に領域選択的に塗布するための塗布ユニット170について説明される。液体302は(分散液)ラッカを含むことができる。さらに基体120を、前段階で印刷された帯状、枚葉紙状、シート状、またはプレート状の記録担体とすることができる。特に、本明細書で説明される塗布ユニット170を、基体120上に印刷された(たとえば折り畳みボックス200のための)印刷画像の1つまたは複数の領域202(特にその後で接着されるべき1つまたは複数の領域202)への液体302の塗布を阻止し、印刷画像の1つまたは複数のさらなる領域201では液体302の塗布を生じさせるように、構成することができる。
塗布ユニット170は、多孔性のローラ壁316を備えた中空の塗布ローラ310を含み、この場合、ローラ壁316により取り囲まれた塗布ローラ310の中空室319内に、基体120上に塗布されるべき液体302が存在している。塗布ローラ310を、液体302が所定の押し出し速度でローラ壁316を通って塗布ローラ310の外周面317へと移動するように、形成することができる。押し出し速度は一般的に、ローラ壁316の孔311のサイズ、および/または液体302の粘度、および/または塗布ローラ310の回転速度、および/または基体120上に移されるべき液体302の目標量に依存する。
塗布ユニット170は特に圧力手段313、314、315を含むことができ、この圧力手段313、314、315は、液体302の押し出し速度を調整する目的で、塗布ローラ310の中空室319内の液体302の物理的液圧(特に静水圧)を調整するように、構成されている。たとえば圧力手段313、314、315を、液体302の液圧ひいては押し出し速度を調整する目的で、中空室319内の液体302の充填レベルを調整するように、構成することができる。好ましくは圧力手段313、314、315を、液体302の液圧ひいては押し出し速度を調整する目的で、液体302のための保管容器313内の液体302の充填レベルを調整するように、構成することができる。その際に中空室319は、基体120上への液体302の格別均一な塗布を可能にする目的で、液体302によって好ましくは完全に充填されている。
しかも塗布ユニット170は、塗布ローラ310を所定の回転速度で回転方向301に回転させるように構成された運動手段を含む。ここで回転速度は一般的には基体120の搬送速度に依存し、かつ/または回転速度を基体120の搬送速度と同期させることができ、その目的は特に、塗布ローラ310または液体302の転写のために使用される付加的な転写ローラ320を基体120上に転がして進ませる、ということをもたらすためである。ここで述べておくと、塗布ローラ310を転がして進ませるのが有利である一方、塗布ローラ310の非同期の運動であっても液体302の塗布を行わせることができる。
さらに塗布ユニット170は、回転方向301で基体120への(間接的または直接的な)転写個所の手前に配置されたキックバックユニット330を含み、このキックバックユニット330は、キックバック圧力335が及ぼされることにより領域選択的に液体302を塗布ローラ310の外周面317から遠ざけて塗布ローラ310の中空室319へと押圧するように、構成されている。この場合、キックバック圧力335は、塗布ローラ310の中空室319内の液圧よりも(特に係数2以上、係数5以上、または係数10以上)高くなければならない。
キックバックユニット330によりキックバック圧力335が及ぼされた塗布ローラ310の外周面317の第1の領域において、この第1の領域が転写個所に到達したときに、塗布ローラ310の外周面317に(実質的に)液体302が存在しないように、押し出し速度、回転速度、およびキックバック圧力335が、互いに調節されている。さらに、キックバック圧力335が及ぼされなかった塗布ローラ310の外周面317の第2の領域において、この第2の領域が転写個所に到達したときに、塗布ローラ310の外周面317に液体302が存在するように、押し出し速度、回転速度、およびキックバック圧力335が、互いに調節されている。このようにして効率的な手法で、基体120上への液体302の領域選択的な塗布を生じさせることができる。
よって、塗布ローラ310とキックバックユニット330とを備えた塗布ユニット170について説明される。この場合、塗布ローラ310内の液体302の内圧もしくは液圧により、液体302が塗布ローラ310の孔311を通り外側に向かって押圧される、ということがもたらされる。キックバックユニット330によってラッカなし領域202に対して、塗布ローラ310が転写個所まで回転した後でも、液体302が(場合によっては再び)外周面317のところに達しないように、つまりは転写ローラ320上かつ/または基体120上に移されないように、液体302が内側に向かって押圧される、ということがもたらされる。
キックバックユニット330は、塗布ローラ310の外周面317に向けられたノズル開口部を備えたノズル332を含むことができ、その際にノズル開口部は規定された横断面積を有する。ノズル開口部の横断面積を、回転方向301に沿って2cm以下とすることができる。ノズル332を、このノズル332の横断面積に応じて区切られた塗布ローラ310の外周面317の領域上にキックバック圧力335を及ぼすように、構成することができる。規定のノズル開口部を備えたノズル332を使用することによって、領域選択的な液体塗布の局所分解能を高めることができる。特に、ノズル開口部の横断面積のサイズによって、領域選択的な液体塗布の局所分解能を調整することができる。この場合、横断面積サイズの低減によって、分解能を高めることができる。
キックバックユニット330は弁333を含むことができ、キックバック圧力335を及ぼす目的で、この弁333は、ノズル332を圧縮されたガス状キックバック流体と、特に圧縮空気と、領域選択的に結合するように構成されている。さらに、キックバック圧力335を及ぼさないようにする目的で、弁333を、ノズル332を圧縮されたガス状キックバック流体から選択的に切り離すように、かつ/またはキックバック流体に比べて低減された物理的圧力334(たとえば周囲圧力)を有するガス状流体と結合するように、構成することができる。弁333のオンもしくはオフにより、効率的な手法で必要に応じて塗布ローラ310の外周面317の規定された領域に、(液体塗布を生じさせない目的で、または液体塗布を生じさせる目的で)キックバック圧力335が及ぼされるように、または及ぼされないようにすることができる。
キックバックユニット330は、塗布ローラ310の回転軸312に沿って(すなわち軸線方向で塗布ローラ310の外周面317に沿って)、複数のセグメント336(たとえば3つ以上、5つ以上、または10個以上のセグメント336)を有することができる。キックバックユニット330を、複数のセグメント336の各々において選択的に、キックバック圧力335を及ぼすように、またはキックバック圧力335を及ぼさないように、構成することができる。種々のセグメント336を用意することによって、回転軸312に沿った領域選択的な液体塗布の局所分解能を高めることができる。
複数のセグメント336を、2つの(直接的に)隣り合うセグメント336間の少なくとも1つのセグメント境界を、塗布ローラ310の回転軸312に沿って手動でまたは自動的に変位させることができるように、形成することができる。このようにすれば、領域選択的な液体塗布を(たとえばラッカなし領域の種々のポジションなど)種々の要求に効率的に整合させることができる。
塗布ユニット170は、回転方向301でキックバックユニット330の手前に配置されたドクタブレード331を含むことができ、このドクタブレード331は、液体302を塗布ローラ310の外周面317から除去するように構成されている。塗布ローラ310の外周面317をクリーニングすることによって、領域選択的な液体塗布の品質を高めることができる。
上述のように、塗布ユニット170は転写ローラ320を含むことができ、この転写ローラ320は転写個所において、塗布ローラ310と共にローラニップを形成する。転写ローラ320を、塗布ローラ310の外周面317から液体302を受け入れ、第2の転写個所で基体120上に移すように、構成することができる。転写ローラ320(特に弾性表面を備えた転写ローラ)を使用することによって、領域選択的な液体塗布の品質をさらに高めることができる。
塗布ローラ310のローラ壁316は、好ましくは半径方向に延在する孔311を有する。換言すれば、ローラ壁316の孔311は好ましくは、液体302が(少なくとも大部分は)半径方向でローラ壁316を通って外周面317へ押圧されるように、形成されている。別の選択肢として、またはこれに加えて、(ローラ壁316の内側における)内周面から外周面317に至る途上で、液体302の分子が(平均すると)、半径方向でのローラ壁316の厚さの90%以下、80%以下、または好ましくは50%以下である接線方向の経路を辿るように、孔311を形成することができる。たとえば孔311を、ローラ壁316を通って半径方向に延在する毛細管として形成することができる。
主として半径方向に延在する孔311を備えた塗布ローラ310を使用することによって、ラッカなし領域202とラッカ塗装領域201との間の局所分解能を高めることができる。
塗布ローラ310から転写ローラ320上かつ/または基体120上へ液体を移すための転写個所は、好ましくは塗布ローラ310の下部に、特に最下部に、配置されており、その理由は、この個所においてローラ壁316に対する液体302の液圧が最も高く、したがって格別高い信頼性で液体を移すことができるからである。
塗布ローラ310の中空室319内の液体302がローラ壁316の1つの個所に及ぼす液圧は、一般的にはローラ壁316のこの個所の位置と共に変化する。一般的には、ローラ壁316のその個所が下方に配置されている(つまりは液柱全体に働く重力が静水圧としてローラ壁316に作用する)場合、液圧は最も高い。他方、ローラ壁316のその個所が上方に配置されている(つまりは重力により及ぼされる静水圧がローラ壁316に作用しない)場合、液圧は最も低い。したがってローラ壁316に作用する液圧は、(ローラ壁316の上部における)最低圧力と、(ローラ壁316の下部における)最高圧力との間で変化する。この場合、最高圧力と最低圧力との間の差が、液体302の重量により及ぼされる静水圧である。
キックバックユニット330の1つまたは複数のノズル332は好ましくは、液体302の液圧が最低圧力のところよりも最高圧力のところに近いローラ壁316の個所に配置されている。このようにすれば、キックバックユニット330により液体302を有意的な手法で塗布ローラ310の中空室319に向けて押し戻すことができる、ということを保証することができる。したがってラッカなし領域202とラッカ塗装領域201とを、はっきりと区別することができる。
さらに本明細書においては、(ディジタル)印刷装置100について説明され、この印刷装置100は、(たとえばプライマを塗布するために、またはラッカを塗布するために)本明細書において説明される塗布ユニット170のうちの少なくとも1つを含む。
本明細書で説明される措置によって、効率的かつ精密な手法で搬送方向1および/または横断方向2において規定された分解能によりディジタルで、液体302(たとえばプライマまたはラッカ)を基体120上に塗布することができる。
1 搬送方向
2 横断方向
21、22 ノズル(印刷画像)
31、32 (印刷画像)の行
100 印刷装置
101 制御ユニット
102 印刷バー
103 印刷ヘッド
120 基体(記録担体)
140 印刷ユニット
150 定着ユニット
170 塗布ユニット(ラッカユニット)
200 梱包材料のための折り畳みボックス
201 印刷領域
202 ラッカなし領域
301 回転方向
302 液体(ラッカ)
305 制御ユニット(塗布ユニット)
310 塗布ローラ(ラッカローラ)
311 孔
312 軸(塗布ローラ)
313 保管容器(液体)
314 センサ
315 導管
316 ローラ壁
317 外周面(ローラ壁)
318 端面(塗布ローラ)
319 中空室(塗布ローラ)
320 転写ローラ
321 ドクタブレード
322 軸(転写ローラ)
330 キックバックユニット
331 ドクタブレード
332 ノズル(キックバックユニット)
333 (切換)弁
334 第1の物理的圧力(周囲圧力)
335 第2の物理的圧力(キックバック圧力)
336 セグメント
351 (塗布ローラの外周面までの)間隔
352 押し出し力
353 キックバックされた区間
354 キックバックされなかった区間
400 液体を領域選択的に塗布するための方法
401〜403 方法のステップ

Claims (10)

  1. 基体(120)上に液体(302)を塗布するための塗布ユニットであって、
    当該塗布ユニット(170)は、多孔性のローラ壁(316)を備えた中空シリンダ状の塗布ローラ(310)を含み、該塗布ローラ(310)の中空室(319)内に、基体(120)上に塗布されるべき液体(302)が存在しており、前記液体(302)は、内圧に基づき所定の押し出し速度で前記ローラ壁(316)を通って前記塗布ローラ(310)の外周面(317)へと移動し、
    当該塗布ユニット(170)は、前記塗布ローラ(310)を所定の回転速度で所定の回転方向(301)に回転させるように構成された運動手段を含み、さらに
    当該塗布ユニット(170)は、回転方向(301)で前記基体(120)への転写個所の手前に配置されたキックバックユニット(330)を含み、該キックバックユニット(330)は、領域選択的に液体(302)をキックバック圧力(335)の作用により、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)から遠ざけて前記塗布ローラ(310)の前記中空室(319)へと押圧するように、構成されており、前記押し出し速度、前記回転速度および前記キックバック圧力(335)は、以下のように互いに調節されている、すなわち、
    前記キックバックユニット(330)により前記キックバック圧力(335)が及ぼされた前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)の第1の領域では、該第1の領域が前記転写個所に到達したときに、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)には実質的に液体(302)が存在せず、さらに
    前記キックバック圧力(335)が及ぼされなかった前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)の第2の領域では、該第2の領域が前記転写個所に到達したときに、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)には液体(302)が存在する
    ように互いに調節されている、
    基体(120)上に液体(302)を塗布するための塗布ユニット。
  2. 前記キックバックユニット(330)は、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)に向けられたノズル開口部を備えたノズル(332)を含み、
    前記ノズル開口部は所定の横断面積を有し、さらに
    前記ノズル(332)は、該ノズル(332)の前記横断面積に応じて区切られた、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)の領域に、前記キックバック圧力(335)を及ぼすように構成されている、
    請求項1記載の塗布ユニット。
  3. 前記キックバックユニット(330)は弁(333)を含み、該弁(333)は前記ノズル(332)を領域選択的に、
    前記キックバック圧力(335)を及ぼすために、圧縮されたガス状キックバック流体と、特に圧縮空気と、結合し、または
    前記キックバック圧力(335)を及ぼさないようにするために、前記圧縮されたガス状キックバック流体から切り離し、かつ/または前記キックバック流体に比べて低減された物理的圧力(334)を有するガス状流体と結合する
    ように構成されている、
    請求項2記載の塗布ユニット。
  4. 前記キックバックユニット(330)は、軸線方向で前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)に沿って、複数のセグメント(336)を有し、さらに
    前記キックバックユニット(330)は、前記複数のセグメント(336)の各々において選択的に、前記キックバック圧力(335)を及ぼすように、または前記キックバック圧力(335)を及ぼさないように、構成されている、
    請求項1から3までのいずれか1項記載の塗布ユニット。
  5. 前記複数のセグメント(336)は、2つの隣り合うセグメント(336)間の少なくとも1つのセグメント境界を、前記塗布ローラ(310)の回転軸線(312)に沿って手動でまたは自動的に変位させることができるように、形成されている、
    請求項4記載の塗布ユニット。
  6. 当該塗布ユニット(170)は圧力手段(313、314、315)を含み、該圧力手段(313、314、315)は、前記液体(302)の前記押し出し速度を調整するため、前記塗布ローラ(310)の前記中空室(319)内の静水液圧を調整するように、構成されており、
    前記液圧は前記キックバック圧力(335)よりも低い、
    請求項1から5までのいずれか1項記載の塗布ユニット。
  7. 当該塗布ユニット(170)は、回転方向(301)で前記キックバックユニット(330)の手前に配置されたドクタブレード(331)を含み、該ドクタブレード(331)は、液体(302)を前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)から除去するように構成されている、
    請求項1から6までのいずれか1項記載の塗布ユニット。
  8. 当該塗布ユニット(170)は、前記転写個所で前記塗布ローラ(310)とローラニップを形成する転写ローラ(320)を含み、さらに
    前記転写ローラ(320)は、液体(302)を前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)から受け入れて、第2の転写個所で基体(120)上に移すように、構成されている、
    請求項1から7までのいずれか1項記載の塗布ユニット。
  9. 前記液体(302)はラッカを含み、かつ/または
    前記基体(120)は、前段階で印刷された帯状、枚葉紙状、シート状、またはプレート状の記録担体であり、かつ/または
    当該塗布ユニット(170)は、液体(302)の塗布を前記基体(120)上の1つまたは複数の領域(202)では阻止し、前記基体(120)上の1つまたは複数の別の領域(201)では生じさせるように、構成されている、
    請求項1から8までのいずれか1項記載の塗布ユニット。
  10. 基体(120)上に液体(302)を塗布するための方法であって、
    当該方法(400)は以下のステップを含む、すなわち、
    液体(302)が塗布ローラ(310)の中空室(319)から所定の押し出し速度で、多孔性のローラ壁(316)を通って前記塗布ローラ(310)の外周面(317)へと移動する、ということをもたらすステップ(401)と、
    前記塗布ローラ(310)を所定の回転速度で所定の回転方向(301)に回転させるステップ(402)と、さらに
    領域選択的に液体(302)を前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)から遠ざけて前記塗布ローラ(310)の前記中空室(319)へと押圧するために、回転方向(301)で前記基体(120)への転写個所の手前に配置されたキックバック個所において、回転している前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)上に、キックバック圧力(335)を選択的に及ぼすステップ(403)とを含み、ただし前記押し出し速度、前記回転速度および前記キックバック圧力(335)は、以下のように互いに調節されている、すなわち、
    前記キックバック個所で前記キックバック圧力(335)が及ぼされた前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)の第1の領域では、該第1の領域が前記転写個所に到達したときに、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)には実質的に液体(302)が存在せず、さらに
    前記キックバック個所で前記キックバック圧力(335)が及ぼされなかった前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)の第2の領域では、該第2の領域が前記転写個所に到達したときに、前記塗布ローラ(310)の前記外周面(317)には液体(302)が存在する
    ように互いに調節されている、
    基体(120)上に液体(302)を塗布するための方法。
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