JP3667006B2 - ドクタホルダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷機やコーター、特に、グラビア印刷機やグラビアコーターにおいて、グラビアの凹版のセル以外に付着したインキをかき取るドクタリング機構に用いるドクタホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、グラビア印刷機は、図１３〜図１５に示すように、外周面に絵柄に対応したセル（凹部）を有する版胴１と、その版胴１にインキを供給するインキパン２と、版胴１のセル以外に付着したインキをかき取るドクタリング機構３と、印刷すべきウェブ４を版胴１に押し付ける圧胴５等を備えている。ドクタリング機構３は、ドクタ刃７と、そのドクタ刃７を保持するためのドクタホルダ８（詳細は後述）と、そのドクタホルダ８を支持して、軸線Ｏ−Ｏを中心として回転可能なホルダ台９と、そのホルダ台９に回転力Ｆを加えるエアシリンダなどの駆動機構（図示せず）等を備えており、そのホルダ台９に回転力Ｆを加えることによってドクタ刃７の先端を版胴１に押し付け、インキのかき取りを行っていた。
【０００３】
ここで、ドクタ刃７は通常、幅５０ｍｍ程度の帯状の平板で、基材として、高炭素鋼が使われており、ベース部の厚みは０．２ｍｍ程度であり、先端部分は２ｍｍ程度の長さで刃先加工がされている。刃先部分の厚みは０．１ｍｍ程度である。このドクタ刃７は、図１４から良く分かるように、印刷版胴１の幅（軸線方向の長さ）よりも５０ｍｍ程度長い幅に仕上げられている。ドクタホルダ８は、ドクタ刃７を上下からはさみ保持する上板１１と下板１２を有しており、両者は厚み１０ｍｍ程度のアルミ合金で作られている。下板１２は断面が長方形の帯状材の１面に大きく面取り加工を施したものである。上板１１は、ドクタ刃７を版胴１に押し付けた際に、上方向への刃先のそりを支持するために、１面に鍔１１ａを備えている。この鍔１１ａは鋼材で別に作り、ねじ止めされるのが一般的である。上板１１には幅方向に適当な間隔を開けて複数のボルト孔１１ｂが形成されており、下板１２にはそのボルト孔１１ｂに対応する位置にねじ孔１２ｂが形成され、締付ボルト１３をボルト孔１１ｂに通し且つねじ孔１２ｂにねじ込むことにより、上板１１と下板１２とがドクタ刃７をはさんで締め付けられている。締付ボルト１３は、ドクタホルダ８のサイズにもよるが、幅方向に５から１０個程度設けられており、比較的短いピッチで上板１１と下板１２を締め付け、これによりドクタ刃７を幅方向に比較的均一な力で締め付け、固定している。ドクタ刃７は刃先が上板１１の先端部よりも５〜１０ｍｍ程度飛び出るようにセットされている。
【０００４】
そして、使用に当たっては、ドクタ刃７を保持したドクタホルダ８をホルダ台９に取り付け、そのホルダ台９の位置を、ドクタ刃７が印刷に合わせたドクタ角度となるように設定し、また、版胴１の表面のインキのかき取りむらがないように、ドクタ刃７の版胴１に対する当たりの調整を行い（この調整はドクタホルダ８のホルダ台９に対する取り付け位置を調整することによって行う）、その後、ホルダ台９に回転力Ｆを加えて、ドクタ刃７の先端を版胴１に均一に押し付け、インキかき取りを行っていた。また、ホルダ台９をドクタ刃７の幅方向（版胴１の軸線に平行方向）に５ｍｍ程度往復動させ、ドクタ刃７の版胴１に対する幅方向の接触位置を変化させることも行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしなから、従来装置では上記したようにドクタ刃７を版胴１に対して均一に押し付けてインキのかき取りを行い、また、ドクタ刃７の往復動を行っているにもかかわらず、ドクタ刃７の刃先が局部的に磨耗するという現象があり、特に、図１６に示すように、ドクタ刃７の両端近傍に局部摩耗部７ａが生じていた。このような局部的な磨耗が著しくなると、版面上のインキのかき取り不良が起こるので、ドクタを交換しなければならないが、ドクタの交換は印刷機を停止させての作業であり、その交換作業には多くの準備時間がかかり、生産物の大幅な低下を招き、また、ドクタは消耗品であり、原材料費に占める割合が高く、結局印刷コストを高くするという問題となっていた。特に、最近は印刷物のカラー化が進み、グラビア印刷のほとんどが多色のカラー印刷となっているので、インキの色数だけ版胴とドクタが存在しており、ドクタ交換に伴う上記問題は重大な問題となっていた。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、ドクタ刃の局部的な磨耗を防止し、ドクタ刃の寿命を長くすることの可能なドクタホルダを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはドクタ刃に生じる局部的な磨耗を防止すべく検討した結果、この局部的な磨耗がドクタ刃の版胴の端部に接触する部分に生じており、これが以下の理由によって生じていることを見出した。すなわち、ドクタ刃にはドクタホルダを介して版胴に押し付けるための荷重がかけられ、版面に押し付けられているが、ドクタ刃は版胴幅よりも長く版胴の端部を越えて外側にまで延びているため、版胴の端部を越えた外側の部分では、ドクタ刃を受ける版面が無くなり、このため、版胴の端部では荷重が集中することとなる。このため、この部分ではドクタ刃の押付力が局部的に増大し、ドクタ刃の磨耗が著しく促進されていた。従って、この部分の押付力を低下させれば局部的な摩耗を抑制することができると考えられる。本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、版胴幅よりも長いドクタ刃をドクタホルダで保持して版胴に押し付けた際に、版胴の端部に対応する部分のドクタ刃を上板で拘束せず、上板の方向に逃がすことができる構成とし、これによって版胴端部における荷重の集中を緩和し、ドクタ刃の局部磨耗を防止したものである。この構成により、版胴の端部に対応する部分でのドクタ刃の局部的な磨耗を低減させ、ドクタ刃の寿命を延長させ、印刷機の生産性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一つの実施形態では、版胴幅よりも長いドクタ刃を上板と下板で、はさみ保持する形式のドクタホルダにおいて、前記上板を、少なくとも版胴に対する側が版胴幅より短い寸法でドクタ刃を拘束する構造としたことを特徴とするものである。この構成により、ドクタホルダがドクタ刃を版胴に対して適当なドクタ角度で押し付けた際に、ドクタ刃の両端部を除いた部分では上板がドクタ刃を確実に押して版胴に押し付けるが、ドクタ刃の両端部分では上板の少なくとも版胴に対する側がドクタ刃を拘束していないため、ドクタ刃が上板の方向に逃げることができ、従って、版胴端部における荷重の集中を緩和し、ドクタ刃の局部磨耗を防止することができる。
【０００９】
ここで、上板がドクタ刃を拘束しない領域は、版胴の側面に対応する部分から少なくとも内側に１０ｍｍ以上に渡る範囲とすることが好ましい。また、上板がドクタ刃を拘束しない領域を形成するには、上板を全体的に切り欠いた形状としてもよいし、或いは上板のドクタ刃に面する面を凹んだ形状としてもよい。
【００１０】
また、本発明の他の実施形態では、版胴幅よりも長いドクタ刃を少なくとも１枚の薄いあて板を介して上板と下板で、はさみ保持する形式のドクタホルダにおいて、前記上板とドクタ刃の間に位置する上部あて板を、少なくとも版胴に対する側において版胴幅より短い寸法としたことを特徴とするものである。この構成とすると、やはりドクタ刃の両端部分の少なくとも版胴に対する側が、上板及び上部当て板によって拘束されず、このため、ドクタ刃が上板の方向に逃げることができ、従って、版胴端部における荷重の集中を緩和し、ドクタ刃の局部磨耗を防止することができる。
【００１１】
この場合においても、上部あて板の少なくとも版胴に対する側を、版胴の幅より片側１０ｍｍ以上に渡り短い寸法とすることが好ましい。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の一実施例によるドクタホルダを用いたドクタリング機構を示す概略平面図、図２はその主要部の概略側面図であり、図１３〜図１５に示す従来例と同一部品には同一符号を付して示している。図１、図２において、１は版胴、３Ａは、版胴１のセル以外に付着したインキをかき取るドクタリング機構であり、ドクタ刃７と、そのドクタ刃７を保持したドクタホルダ８Ａと、ドクタホルダ８Ａを支持したホルダ台９等を備えている。ここで使用するドクタ刃７は従来と同一のものであり、版胴１の幅よりも少し（例えば、５０ｍｍ程度）大きい長さのものであり、ドクタホルダ８Ａをホルダ台９に取り付けた状態では、ドクタ刃７が版胴１の両側の側面１ａよりも外側に延び出している。また、ホルダ台９にはエアシリンダ等の駆動機構が連結され、ドクタ刃７を版胴１に押し付けるための回転力Ｆが付与される構成となっている。
【００１３】
ドクタホルダ８Ａは、ドクタ刃７を上下からはさみ保持する上板１１Ａ及び下板１２と、この上板１１Ａと下板１２とを一体に締め付ける締付ボルト１３を有している。ここで、下板１２は従来と同一構成のものである。上板１１Ａも、従来と同様に、ドクタ刃７を版胴１に押し付けた際に、上方向への刃先のそりを支持するための鍔１１ａを備えたものであるが、その下面（ドクタ刃７に面する面）の両端部で且つ版胴に対する側には従来と異なり、図３〜図５に示すように、１ｍｍ程度、平坦に凹んだ形状の凹部１１ｃを形成している。このため、上板１１Ａがドクタ刃７に接触してドクタ刃７を拘束する領域は、図５に破線のハッチングで示す領域Ｓとなり、凹部１１ｃに対応する領域は上板１１Ａで拘束されていない。ここで、凹部１１ｃの形成位置は、その凹部１１ｃの内側の側縁１１ｄが版胴１の側面１ａよりも内側となるように、従って、上板１１Ａがドクタ刃７に接触して拘束する領域の少なくとも版胴に対する側の長さｗが、版胴幅Ｗよりも短い寸法となるように定められている。更に具体的には、凹部１１ｃの内側の側縁１１ｄと版胴１の側面１ａとの間隔ｄが１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように定められている。
【００１４】
上記構成のドクタホルダ８Ａも従来と同様にホルダ台９に取り付けられて使用される。すなわち、図１、図２に示すように、ドクタ刃７が版胴１に対して所定のドクタ角度となるようにホルダ台９の位置、角度が調整され、且つエアシリンダ等の駆動機構によってホルダ台９に矢印Ｆ方向の回転力が加えられ、それによってドクタ刃７の刃先が版胴１に押し付けられ、インキのかき取りが行われる。この時、上板１１Ａの鍔１１ａがドクタ刃７に接触し、拘束してこれを版胴１に押し付けるが、ドクタ刃７の両端部分は上板１１Ａに形成している凹部１１ｃに面しているため、上板１１Ａでは拘束されず、このため、上板１１Ａ側に逃げることができ、この部分のドクタ刃７の版胴１に対する押付力は小さくなっている。一方、ドクタ刃７の版胴１の端部に接触する部分は、その外側にドクタ刃７を受ける版面がないため荷重の集中が生じて、押圧力が高くなる傾向があるが、前記したようにこの部分の押付力が小さくなっているため、結局、ドクタ刃７の版胴１の端部に接触する部分に過大な押付力が生じるという現象が回避される。かくして、ドクタ刃７の版胴端部に接触する部分に生じ勝ちなドクタ刃の局部磨耗が低減される。
【００１５】
ここで、従来装置において、ドクタ刃７の版胴１の端部に接触する部分に生じていた局部磨耗は、５〜１０ｍｍ幅程度であるため、上記したように、凹部１１ｃの内側の側縁１１ｄと版胴１の側面１ａとの間隔ｄを１０ｍｍ以上に設定しておけぱ、ドクタ刃７を５ｍｍ程度、往復動させた場合においても、局部磨耗を生じる恐れのある領域の押付力を低減させることができ、従って、局部磨耗を良好に防止できる。なお、この間隔ｄがあまり大きくなると、ドクタ刃７の中央領域の押付力が低下し、印刷領域におけるインキのかき取り不良を生じる恐れが生じるが、上記したように、２５ｍｍ以下としておけば、印刷領域にほとんど影響を与えず、従って、印刷不良を生じることはない。
【００１６】
なお、凹部１１ｃの奥行き方向の寸法ｅ（図５参照）は、ドクタ刃７の版胴端部に接触する領域に荷重の集中によって生じる過大な荷重を緩和しうるように適当に定めればよい。更に、上記実施例では、凹部１１ｃが一定深さに凹んだ浅い矩形状のものであるが、この形状は図示のものに限らず、ドクタ刃７を拘束せず、ドクタ刃７に生じる過大な荷重を緩和しうるものであれば任意である。例えば、図６（ａ）に示すように、斜めの側縁を有する凹部１１ｅ、図６（ｂ）に示すように、円弧状の側縁を有する凹部１１ｆ、図６（ｃ）に示すように、上板１１Ａの端部を残してその内側に形成した凹部１１ｇ等としてもよい。また、凹部１１ｃ、１１ｅ〜１１ｇ等は一定深さのものに限らず、深さが変化したものでもよく、更には、凹部に代えて、図７に示すように、切欠１５を形成してもよい。
【００１７】
上記実施例は、本発明をドクタ刃を上板と下板とで直接はさんで保持する形式のドクタホルダに適用したものである。ところで、この構成のドクタホルダでは、ドクタ刃をはさんだ上下の板が締付ボルトで締め付けられるが、上下板の厚さや材料強度の点から締付ボルトの位置で強く締め付けられ、締付ボルトから遠いほど締付力が低くなる現象が、程度の差はあるが、存在する。この影響でドクタ刃の刃先が波打ってしまい、真っ直ぐにセットできない不都合が生じることがある。この対策として、上板、下板とドクタ刃との間に、薄い（０．２〜１ｍｍ程度の）あて板を介在させ、これによってドクタ刃を補強し、刃先を真っ直ぐにセット可能とした形式のドクタホルダが知られている。本発明はこの形式のドクタホルダにも適用可能であり、図１〜図７に示す実施例において、ドクタ刃７と上板１１Ａ、下板１２の間にそれぞれ、ドクタ刃７の全長に接触するように薄いあて板を介在させてもよい。更に、あて板を用いる場合には、あて板自体の形状を変え、上板としては下面に凹部等を形成していない従来と同様なものを用いることが可能である。以下、その場合の実施例を説明する。
【００１８】
図８はその実施例によるドクタホルダ８Ｂを用いたドクタリング機構３Ｂを示す概略平面図、図９はその主要部の概略側面図、図９はそのドクタホルダ８Ｂの概略斜視図である。この実施例のドクタホルダ８Ｂは、ドクタ刃７をはさみ保持する上板１１と下板１２の他に、ドクタ刃７と上板１１及び下板１２の間にそれぞれ、上部あて板１７と下部あて板１８を配置している。ここで、上板１１の下面（ドクタ刃７に面する面）には図１〜図７に示した実施例とは異なり、凹部は形成されていない。下部あて板１８はドクタ刃７の全幅に渡ってドクタ刃７に接触して支持する長さを有しているが、上部あて板１７は、図８から良く分かるように、版胴１の幅よりも短い長さのものであり、且つドクタ刃７に対して左右対称となる位置に配置されている。このため、ドクタ刃７の両端の版胴端部に対応する領域は、上部あて板１７で拘束されていない。かくして、このドクタホルダ８Ｂをホルダ台９に取り付け、そのホルダ台９に矢印Ｆ方向の回転力を加えてドクタ刃７を版胴１に押し付けた時、ドクタ刃７の版胴端部に接触する部分における荷重の集中が緩和されて過大な押付力が作用せず、ドクタ刃７の局部的な磨耗を抑制できる。ここで、ドクタ刃７の版胴端部に当接する部分における過大な押付力を良好に防止するには、上部あて板１７の側縁１７ａと版胴１の側面１ａとの間隔ｄを１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下となるように定めることが好ましい。
【００１９】
上記実施例では単純に上部あて板１７の全長を短くしたが、この代わりに、上部あて板の版胴に対する側のみを短くして、ドクタ刃７の版胴端部に対応する部分の拘束を無くし、過大な押付力を抑制するようにすることも可能である。図１２はその場合に使用する上部あて板の例を示すものである。図１２（ａ）に示す上部あて板１７Ａは、版胴１に対する側の両端に矩形状の切欠２０ａを形成し、その上部あて板１７Ａを、版胴に対する側において版胴幅より短い寸法としたものである。図１２（ｂ）に示す上部あて板１７Ｂは、版胴１に対する側の両端に傾斜した切欠２０ｂを形成し、その上部あて板１７Ｂを、版胴に対する側において版胴幅より短い寸法としたものである。図１２（ｃ）に示す上部あて板１７Ｃは、版胴１に対する側の両端に円弧部を有する切欠２０ｃを形成し、その上部あて板１７Ｃを、版胴に対する側において版胴幅より短い寸法としたものである。図１２（ｄ）に示す上部あて板１７Ｄは、版胴１に対する側の両端に、端縁から離れた領域に矩形状の切欠２０ｄを形成し、その上部あて板１７Ｄを、版胴に対する側において版胴幅より短い寸法としたものである。これらの上部あて板１７Ａ〜１７Ｄもドクタ刃７の局部的な磨耗防止に有効である。
【００２０】
上部あて板を従来の形（ドクタ刃７の全幅に接触する長さ）とした場合（比較例）と、図８に示すように版胴１よりも片側で１０ｍｍ狭幅とした場合（実施例１）、版胴１よりも片側で２５ｍｍ狭幅とした場合（実施例２）のドクタ刃７の磨耗の程度を比較するため実際の印刷工程で検証実験を行った。その結果を表１及び図１１のグラフに示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
上記の検証実験は３つのそれぞれ印刷条件が異なるケースで行った。磨耗の程度は磨耗した部分の体積を測定することにより、数値化して評価している。この結果より明らかなように、上部あて板１７を狭幅にしたことにより、磨耗量が著しく低減することが確認できた。また、短縮する長さとしては、片側１０ｍｍ程度の短縮から効果が現れ始め、片側２５ｍｍ短縮すると大きな効果が認められた。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のドクタホルダは、ドクタ刃の版胴端部に接触する部分に加わる圧力の集中を排除することが可能であり、これによってドクタ刃の局部的な磨耗を従来に比べて極端に低減でき、その結果、ドクタ刃の寿命を延長でき、ドクタ刃の材料費の低減が可能であるばかりでく、印刷中におけるドクタ刃の交換時期が長くなり、印刷機を停止させる時間が短縮され、生産効率が上がるという大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるドクタホルダを用いたドクタリング機構を示す概略平面図
【図２】その主要部の概略側面図
【図３】上記実施例のドクタホルダの概略斜視図
【図４】上記実施例のドクタホルダの上板の端部裏面を示す概略斜視図
【図５】上記実施例におけるドクタ刃と上板との接触状態を説明する概略下面図
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、上板１１Ａの裏面に形成する凹部の変形例を示す概略斜視図
【図７】上板の更に他の変形例を示す概略斜視図
【図８】本発明の他の実施例によるドクタホルダを用いたドクタリング機構を示す概略平面図
【図９】図８の実施例の主要部の概略側面図
【図１０】図８の実施例のドクタホルダの概略斜視図
【図１１】検証実験を行った結果を示すグラフ
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、上部当て板の変形例を示す概略平面図
【図１３】従来の印刷ユニットを示す概略側面図
【図１４】従来のドクタリング機構を示す概略平面図
【図１５】図１４に示す装置の主要部の概略側面図
【図１６】従来のドクタ刃に生じていた摩耗状態を示す概略平面図
【符号の説明】
１ 版胴
３、３Ａ、３Ｂ ドクタリング機構
７ ドクタ刃
８、８Ａ、８Ｂ ドクタホルダ
９ ホルダ台
１１、１１Ａ 上板
１１ｃ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ 凹部
１２ 下板
１７ 上部あて板
１８ 下部あて板

Claims (4)

1. 版胴幅よりも長いドクタ刃を上板と下板で、はさみ保持する形式のドクタホルダにおいて、前記上板は、少なくとも版胴に対する側が版胴幅より短い寸法でドクタ刃を拘束する構造であることを特徴とするドクタホルダ。
2. 前記上板のドクタ刃に面する面が、少なくとも版胴に対する側において、版胴の側面に対応する部分から少なくとも内側に１０ｍｍ以上に渡り、凹んだ形状であることを特徴とする請求項１記載のドクタホルダ。
3. 版胴幅よりも長いドクタ刃を少なくとも１枚の薄いあて板を介して上板と下板で、はさみ保持する形式のドクタホルダにおいて、前記上板とドクタ刃の間に位置する上部あて板が、少なくとも版胴に対する側において版胴幅より短い寸法であることを特徴とするドクタホルダ。
4. 前記上部あて板は、少なくとも版胴に対する側が、版胴の幅より片側１０ｍｍ以上に渡り短い寸法であることを特徴とする請求項３記載のドクタホルダ。

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