JP5130577B2 - グラビア印刷機用の印刷装置のドクターブレードシステム - Google Patents

Description

本発明は、ドクターブレードが設けられたドクターブレードシステムに関するものである。本発明はまた、ドクターブレードシステムを装備した印刷装置（プリントユニット）にも関連している。本発明は、畢竟、少なくとも１個の印刷装置を組入れたグラビア印刷機に関するものである。

グラビア印刷とは、紙や厚紙などのような多数の媒体に適用することができる、彫刻シリンダを利用した回転印刷法のことである。グラビア印刷処理が特に使われる用途として、ダンボール箱状の梱包材などのように、視覚媒体が製品の販促に重要な役割を果たす必要がある場合に高品質の表示を何度も反復印刷するのに好適である。このような印刷法では、１回の印刷処理で溶液塗料、水性塗料、または、それ以外の各態様のインクを10色程度までも印刷することができるようになるが、具体的には、艶消し仕上げのニス被膜、光沢仕上げのニス被膜、または、ストラクチャー仕上げのニス被膜を施した印刷や、表面のみ、裏面のみ、または、両面の印刷や、エンボス仕上げ印刷を行うことができる。

従って、グラビア印刷機では、切れ目なく連続するシート状の被印刷媒体が一連のグラビア印刷装置の中を通過することになる。印刷装置は、被印刷媒体の入口側である上流側
から出口側である下流側までの間に連続並置される態様で集成および配置される。印刷装置は各々が或るパターンを、或る特定の１色もしくは或る特定のニス被膜剤を使って印刷し、または、或る刻印形態にエンボス印刷を施す。

グラビア印刷原理は、印刷用シリンダの外周部にエッチングで複数のセルを刻む際に、印刷されるべきパターンをセルが再現するように食刻することに存する。回転駆動式の彫刻シリンダはアプリケータによりインクが塗布された後にインク貯留槽の内側で回転し、セルをインクで満たす。次に、この彫刻シリンダに対して被印刷媒体を強く押圧することで、セルに溜まったインクを引き出して被印刷媒体に転写することができるようにしている。

従来の印刷装置は以下に列挙するものを備えている。
− 印刷用キャリッジ
印刷用キャリッジが有している構成部材には次のものがある。
・ 彫刻シリンダ：
・ シリンダ表面にインクを注ぐインクアプリケータ：
・ インクの横溢を回収するインク溜め：
・ 掻取用ブレードによりシリンダの外周面を削り、セルの内部まで既に透過してしまっているインクのみを残存させることで、シリンダから余剰インクを除去するドクターブレードシステム：
− 被印刷媒体をシリンダに強く押圧するレイオン・ロール：
− インク貯留槽から規定の経路でインクをインクアプリケータに給送するポンプ：
− 紫外線により溶剤または水を迅速に蒸発させ、または、インクを重合化させもする乾燥装置。

よって、印刷の品質は彫刻シリンダの品質に依存するところが大きく、ドクターブレードシステムは、セルに貯留しているインクの量を制御することにより、一定した印刷品質を得ることができるようにする。ブレードは、シリンダが被印刷媒体と接触している領域よりもシリンダ回転方向直前にあるラインと同一線上にあるシリンダ表面に接触して設置される。

ブレードは、シリンダの表面上をシリンダの回転軸線に対して平行な方向に往復運動させられる。ブレードの面がシリンダの表面との間に成す角度は、入射角とも呼ばれるが、ブレードの振動を回避するように、または、インクの引きずり跡が残るのを防止するために大きく設定されている。ブレードがシリンダに触れる接触圧も調節することで、ブレードの刃のシリンダに対する接触面と入射角度とを一定に保つことができるようにしなければならない。

グラビア印刷用のシリンダは非常に大きいうえに重く、このことで一方では輸送が困難になり、更に他方では設置も困難になる。作業を変更する際には、取外し自在な印刷用キャリッジによりシリンダ・インク貯留槽のユニットを取外すことで、前記ユニットの取り扱いと取替えを容易にすることができ、これは、例えば、フランス特許第2,539,325号に記載されているとおりである。

従って、シリンダを何度も交換するために、印刷装置のフレームに対してシリンダが位置ずれして設置される。このような位置ずれは、ブレードとシリンダとを平行に整合させ損ない、ブレードの長手方向の刃をシリンダの回転軸線から分離させてしまう。このような現象のために、掻取用ブレードを調整する必要が生じる。

シリンダが或る角度で彫刻を施されてしまう場合もあれば、被印刷媒体が印刷装置の内側で斜行してしまう場合もある。印刷のし損じを生じてしまうこのような欠陥を矯正するために、彫刻シリンダの角度を変えることに基づく調節技術で、「スキューイング」として従来公知のものが採用される。このよく工夫されたスキューイングが原因で、シリンダとブレードとを平行にし損なうという欠陥が生じ、この欠陥は掻取品質が劣悪になるのを回避するために矯正する必要がある。

ドイツ特許第38.41.116号公報は、ブレードが設けられたドクターブレード支持体を備えている凹版印刷で使用することを意図した装置を開示している。ブレードの圧力の平衡をとる手段が設けられており、前記手段には、２個の側方支持ロッド部材が組入れられ、２個の側方支持ロッド部材の各々の上にバネが駆動され、側方支持ロッド部材はドクターブレード支持体に対して支持されており、前記手段は、バネの硬度を調節する部材を組入れている。ドクターブレード支持体は、従って、ドクターブレードも、ドクターブレード支持体を貫いて延びて尚且つブレードが形成している平面に対して直交している中心軸線に関して旋回するようにも設計されている。印刷面を削る際のドクターブレードの磨耗を最小限にするとともに、ドクターブレード沿いのどの１点においても、ドクターブレードの軸受圧は保証圧力に保たれる。

しかしながら、このような装置は、掻取されるべき面の方向にブレードを移動させる際にブレードの当接点が存在している場合にもたらされる旋回点が生じるという欠点がある。ブレードは、掻取されるべき面を最適に追従することができなくなる。

欧州特許第0765745号公報は凹版印刷で使用される洗浄装置を記載しており、斯かる洗浄装置は、カム結合機構のおかげで洗浄ローラーの運動に追従することができるドクターブレードを備えている。支持体は、複数の細長い穴に通した複数のピンを使って固定されている。液圧シリンダは複数の細長い穴に通した複数のピンによって固定されている。液圧シリンダは支持体に固定されており、液圧シリンダの作動部はドクターブレード支持体に接続されている。液圧シリンダを作動させることにより、複数の細長い開口部のおかげで、ドクターブレード支持体を支持体に対して相関的に移動させて、ドクターブレード支持体を独立してローラーに対して前進および後退させることができる。

しかしながら、このような装置を使用する場合、拭うべき表面にブレードが接触するのを確保するには、洗浄ローラーの移動に追従する連結機構が依然として不可欠である。このような連結機構がシリンダの側面に装着されている場合で、尚且つ、液圧シリンダが支持体の側面に固定されている場合、ドクターブレードとシリンダ表面との接点は１点だけに局在化されることになる。更に、複数の細長い開口部がドクターブレード支持体の移動を制限する。

欧州特許第0422344号公報は、プレートシリンダと併用することを意図したグラビア印刷用のドクターブレード装置を開示している。ドクターブレード装置はブレードと複数ジャーナルに搭載されたドクターブレード支持体とを備えており、ジャーナルは個々に対応する底部部材に相関的に旋回することができる。底部部材と、ドクターブレード支持体、従ってドクターブレードとはシリンダに沿って往復運動を実施する。底部部材は個々のガイド内でシリンダに向かう方向に滑動する。空気ピストンは機械的に接続されてドクターブレード支持体に直接的に軸支され、底部部材と、ドクターブレード支持体、従ってブレードとをシリンダに押圧させた状態で滑動させる。

しかしながら、複数のピストンが一定圧を確保しているのは、ブレードの一部がシリンダの外周面と良好に接触している間に限られる。更に、旋回動作を得るためにジャーナルが存在しているということは、ドクターブレード支持体を押圧する各ピストンの推力が望ましくない回転運動を生じるということを意味している。最終的に、往復運動もピストンの各々を押し動かす。

フランス特許第2,539,325号 ドイツ特許第38.41.116号 欧州特許第0765745号

本発明が提案して対処しようとしている第１の主たる課題は、シリンダの外周面を最適に掻取らせることができるようにするドクターブレードシステムを開発することにある。第２の課題は、この同じブレードを用いて、ブレードの往復運動と最適なシリンダ掻取り効果との両方を行えるようにするドクターブレードシステムを製造することである。第３の課題は、印刷装置に恒久的に装着されたまま、新たなシリンダの１つ１つに高精度に適合することを確実したドクターブレードシステムを設ける方法である。第４の課題は、印刷用カートリッジとは無関係である、従ってシリンダから独立しているドクターブレードシステムを使用するにあたり、シリンダに相関的にドクターブレードシステムを調節するための多数の選択肢を設けることである。第５の課題は、簡単かつ廉価に製造することができる、印刷装置用のドクターブレードシステムを得ることである。更にもう１つ別な課題は、グラビア印刷機に好適な印刷装置にドクターブレードシステムを取付けるにあたり、高い印刷品質を達成するように取付けることである。

よって、本発明は、印刷装置に適するように意図されたドクターブレードシステムであって、以下に列挙する構成部材を備えているタイプのものに関連している。
− ブレードが設けられており、ブレードの刃を彫刻シリンダの外周面と接触させることができるようにしたドクターブレード支持体：
− ドクターブレード支持体を搭載する対象である支持ハブ：
− 支持ハブを印刷装置のフレームに固定する構造体：
− 彫刻シリンダの外周面上で彫刻シリンダの回転軸線に概ね平行である方向にブレードを往復運動させる手段：
− 彫刻シリンダの外周面に向かう方向にブレードを移動させる１個以上の推力部材：

本発明の一つの観点によれば、ドクターブレードシステムは以下に列挙する特徴を有している。
− ブレードを往復運動させる手段はブレードが設けられたドクターブレード支持体を直接的に駆動すること：
− １個または複数個の推力部材が構造体に軸支されて支持ハブとブレードが設けられたドクター支持体とを移動させることで、ブレードの刃の全長の彫刻シリンダの外周面への接触を一定に保つように図っていること。

換言すると、本発明の手段を利用すれば、ドクターブレードシステムのブレードがシリンダに触れて、そこに一定の接触状態を保つようになり、その場合も、ブレードに対するシリンダの角度位置取りは無関係となる。ブレードをシリンダに向けて自由かつ妨げ無しに移動させることにより、ブレードの真直ぐな刃はシリンダ外周面上に置かれ、刃の全長がシリンダの完全な１回転に亘ってその外周面上に当接したままに保たれる。シリンダに表層欠陥、磨耗、または、取付精度不足がある場合は、ドクターブレードシステムに設けられた本発明の手段が誤差を補正するが、このような誤差は規則的誤差または可変誤差のいずれであれ、シリンダが回転した際に存在したり発生する誤差である。

ブレードの刃がシリンダの外周面に及ぼす圧力の高精度調節は、１個または複数個の推力部材によって施されるものではない。目標としているのは、回転中のシリンダの外周面上のブレードの刃の単位長さあたりの接触点を維持することである。このような接触は、新たな作業が必要となった場合に、シリンダを取替えるたびごとに達成されることになる。

往復運動手段は、ブレードの局所磨耗が過度に速く進行して印刷品質に悪い影響を与えるのが回避するために使用される。従って、ドクターブレードシステムは、ブレードがシリンダの外周面と接触して一定の接触状態を保つまでブレードを自由に移動させる能力と、このシリンダの外周面上でブレードの前後動を実施する能力とを兼備している。更に、ブレードを往復運動させる手段はドクターブレード支持体およびそのブレードのみを運動させることで、高速運動する各部材の重量を低減する。

支持ハブに及ぼすことができる推力を１個または複数個の推力部材が生じるようにするのが極めて好ましい。このような力はブレードによって規定される平面において或る角度に向けられる。ドクターブレードシステムは２個の推力部材を備えており、２個のバネの形態を呈するのが有利である場合がある。推力を付与して接触が維持されるのを確保する上述のような手段は弾性に富んでいる。このような２個のバネは、彫刻シリンダの外周面に向けて支持ハブの両側に推力を与えることができるようにするのに、支持ハブの両側で側面に設置されるとよい。

ドクターブレードシステムは、ブレードの往復運動によって生じるトルクを調整する手段を備えているのが好ましい。このようなトルクは、ドクターブレード支持体の往復運動およびブレードの往復運動に付随して、支持ハブ、ドクターブレード支持体、および、ブレードに与えられる付加的な自由度によって生じる。トルクを調整する手段においては、支持ハブの回転軸線の一方端にワッシャが取付けられている。この回転軸線は、ブレードと彫刻シリンダの外周面との間の角度を調節することができるようにするとともに、支持ハブと構造体との間に装着点を設けている。

ブレードを往復運動させる手段は、ドクターブレード支持体から突出している押しアームを備えているようにしてもよい。押しアームのフィンガーが往復運動を生じる押し手段と接触するようにするとよいが、このような押し手段はモータ作動式であるとともにドクターブレードシステムから独立している。ブレードを往復運動させる手段は戻りバネを備えており、ドクターブレード支持体と支持ハブとの間に設置され、押しが加えられた後のドクターブレード支持体の自由復帰を確保することができる。

本発明の第２の観点によれば、印刷装置は、上述の技術特性のうち１つ以上を有しているドクターブレードシステムを装備していることを特徴とする。

本発明の第３の観点によれば、グラビア印刷機は、上述の技術特性のうち１つ以上を有しているドクターブレードシステムが設けられた少なくとも１個の印刷装置を備えていることを特徴とする。

２個の連続する印刷装置がグラビア印刷機の一部を形成しているのを簡略的に例示した側面立面図である。 印刷用キャリッジを簡略的に例示した側面立面図である。 本発明によるドクターブレードシステムを例示した斜視図である。 本発明によるドクターブレードシステムを例示した平面図である。

限定する意図のない実施例の後段の説明を添付の図面を参照しながら読むことで、本発明は明瞭に理解することができるとともに、本発明の多様な利点と特性もより明確となる。

図１に例示されているように、グラビア印刷機１は、次々に連続して搭載された複数の印刷装置２、３から構成されている（本実施例では２個の印刷装置のみが例示されているにすぎない）。被印刷媒体４は上流側（図１の矢印Ｓ）から第１印刷装置２に入り、第１色で印刷されてから第１印刷装置の下流側を離れ（矢印Ｓ）、次に上流側（矢印Ｓ）から第２印刷装置３に入り、第２色で印刷されてから第２印刷装置の下流側を離れる（矢印Ｓ）。被印刷媒体４は、多色刷りを生成するのに必要な数だけの印刷装置に出入りするとよい。

印刷装置２、３は各々がフレーム６、フレーム６の中央に挿入された印刷用キャリッジ７、乾燥機８、レイオン・ロール９、および、インク給送を扱うポンプ（図示せず）を備えている。被印刷媒体４を規定の経路で給送する機構のおかげで、第１印刷装置２が表面印刷を行ってから、その同じ被印刷媒体４に第２印刷装置３が裏面印刷を行う。

印刷用キャリッジ７は、複数のセル１２が設けられ、かつ、インクＩの横溢を回収するインク溜め内で回転軸線Ｏに相関的に回転する（矢印Ｐ）彫刻シリンダ１１と（図１および図２を参照のこと）、ポンプにより給送される、図２のみに例示されたインクのアプリケータ１４とを備えている。セル１２は図２に大きく拡大して例示されている。

被印刷媒体４はレイオン・ロール９により彫刻シリンダ１１に強く押圧され（図２）、彫刻シリンダ１１のセル１２に包含されているインクＩを被印刷媒体４の表面に転写する。ドクターブレードシステム１６は、この具体的な実施例では、印刷用キャリッジ７の一部ではないが、図２および図４で見て取れる（破線で示している）ブレード１７により彫刻シリンダ１１から余剰インクＩを拭い取る。

ドクターブレードシステム１６は印刷装置２、３の各々のフレーム６に装着されている。表面印刷の場合は、ドクターブレードシステム１６は印刷装置２のフレーム６の下流側に設けられており、裏面印刷の場合は、ドクターブレードシステム１６は印刷装置３のフレーム６の上流側に設けられている点に留意するべきである（図１参照）。

ドクターブレードシステム１６は、ドクターブレード支持体１８、支持ハブ１９、および、構造体２１を備えている（図３および図４を参照のこと）。ブレード１７はドクターブレード支持体１８に挿入されており、ブレードの刃２２は突出して彫刻シリンダ１１に接触している。支持ハブ１９は、中央部２４によって連結されている２枚の側面エンドプレート２３を備えて製造されている。ドクターブレードシステム１６の構造体２１は２枚の側面プレート２６によって形成されており、これらプレートは各々に対応するフレーム６の直立部に固定されている。

ドクターブレードシステム１６はフォーマットに調和した調節手段を備えており、すなわち、彫刻シリンダ１１の直径に一致する調節手段を備えている。フォーマット調節手段は一連のピニオン２８と噛み合うクランクハンドル２７を備えており、構造体２１に設けられた２本の滑動レールに沿って支持ハブ１９を前進（図３の矢印Ｆ）または後退（図３の矢印Ｒ）させる。

ドクターブレードシステム１６は彫刻シリンダ１１の外周面に対するブレード１７の入射角を調節する手段を備えており、ブレードの掻取りを最適化するよう図っている。このような角度調節手段は、軸線Ｘを中心として支持ハブ１９の中央部２４を２枚の側面エンドプレート２３に相関的に上下に旋回させる（図３の矢印Ａ）。

ドクターブレードシステム１６は、ブレード１７に彫刻シリンダ１１の外周面上で往復運動を行わせる（図３および図４の矢印Ｂ）手段を備えている。このような手段は、ドクターブレード支持体１８から側方に配備されているアーム２９を備えている。フィンガー２９は、ドクターブレードシステム１６の外部で、モータ駆動式手段（図示せず）によって作動される。ドクターブレード支持体１８は、支持ハブ１９の中央部２４の頂面に設けられた滑動レール（図示せず）に取付けられている。ドクターブレード支持体１８の底部は、支持ハブ１９の中央部２４を通り、螺旋状の戻りバネ３１に押圧支持されている。

往復運動Ｂは彫刻シリンダ１１の回転軸線Ｏに概ね平行な方向に起こる。ドクターブレード支持体１８は、フィンガー２９により推力を加えられると滑動レールを側方側の一方向に滑動してから、螺旋状バネ３１により逆推力を受けると滑動レールを側方側の別な方向に滑動する。

本発明によれば、ドクターブレードシステム１６は、ブレード１７の刃２２の全長と彫刻シリンダ１１の外周面との接触を一定に保つように設計された手段を備えている。このような手段は２個のバネ３２の形態を呈した２個の推力部材である。これら２個のバネ３２は側面に配置され、支持ハブ１９の側面エンドプレート２３の各々を移動させて押す（矢印Ｃ）ことにより作用する。支持ハブ１９をこのように移動させれば、ドクターブレード支持体１８とブレード１７とが彫刻シリンダ１１の外周面に向けて移動させられる。

２個の側面配置されたバネ３２により、支持ハブ１９の一方側から、もう一方の別な側から、または、その両方の側から差推力を加えることができるようになる。従って、ブレード１７の刃２２はシリンダ外周面の不規則形状に適合するとともに彫刻シリンダ１１の取付け不備にも適合し、彫刻シリンダ１１の外周面を堅固に押圧した状態を維持する。

バネ３２は各々が、ドクターブレードシステム１６の構造体２１の２枚の側面プレート２６の各々をそれぞれに押圧して支持する固定式の板バネである。支持ハブ１９はドクターブレードシステム１６の構造体に対して線形に移動させられる。

支持ハブ１９の両側板２３および構造体２１の２枚の側面プレート２６は、支持ハブ１９とドクターブレード支持体１８とブレード１７とを、ブレード１７により形成されている平面と同一平面上で運動させることができるように配置されている。

ブレード１７の往復運動Ｂがブレード１７の刃２２の全長と彫刻シリンダ１１の外周面との接触を一定に保つための運動と同時に実施されると、支持ハブ１９に所望のトルクが生じる。そのために、支持ハブ１９の回転軸線Ｘの一端にワッシャ３３が取付けられて、ブレード１７と彫刻シリンダ１１の外周面との間の角度Ａを調節することができるようにしている。

本発明は詳細な説明と添付図面とにより例示された実施例に限定されるものではない。添付の一群の特許請求の範囲によって限定される枠から全く逸脱せずに、無数の改変を施すことができる。

Claims (7)

1. 印刷装置（２、３）に適するように意図されたドクターブレードシステムであって、
   ブレード（１７）が設けられており、前記ブレード（１７）の刃（２２）を彫刻シリンダ（１１）の外周面と接触させることができるようにしたドクターブレード支持体（１８）と、
   ドクターブレード支持体（１８）を搭載している支持ハブ（１９）と、
   前記支持ハブ（１９）を印刷装置（２、３）のフレーム（６）に固定する構造体（２１）と、
   前記彫刻シリンダ（１１）の外周面上で前記彫刻シリンダ（１１）の回転軸線（Ｏ）に概ね平行である方向に前記ブレード（１７）に往復運動（Ｂ）をさせる手段と、
   前記彫刻シリンダ（１１）の前記外周面に向かう方向に前記ブレード（１７）を移動させる１個以上の推力部材（３２）とを備えており、
   前記ドクターブレードシステムは、
   前記ブレード（１７）に往復運動（Ｂ）をさせる手段は、前記ブレード（１７）が設けられたドクターブレード支持体（１８）を直接的に駆動するようになっており、
   前記１個または複数個の推力部材は、構造体（２１）に支持されて、前記支持ハブ（１９）に加えられる力を生じ、かつ、前記支持ハブ（１９）と前記ブレード（１７）が設けられた前記ドクター支持体（１８）とを前記構造体（２１）に対して線形に移動させることで、前記ブレード（１７）の刃（２２）の全長の彫刻シリンダ（１１）の前記外周面への接触を一定に保つようになっているようなタイプである、
   ことを特徴とするドクターブレードシステム。
2. 前記ドクターブレードシステムは、前記支持ハブ（１９）の両側の側面に配置された２個のバネの形態を呈している２個の推力部材を備えており、前記支持ハブ（１９）の両側をそれぞれに彫刻シリンダ（１１）の前記外周面に向かう方向に押すようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ドクターブレードシステムは、前記ブレード（１７）の往復運動（Ｂ）により生じたトルクを調整する手段を備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
4. トルクを調整する前記手段は、前記支持ハブ（１９）の回転軸線（Ｘ）の一端に取付けられたワッシャ（３３）を備えており、前記ブレード（１７）と前記彫刻シリンダ（１１）の前記外周面との間の角度（Ａ）を調節することができるようにしたことを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
5. 前記ブレード（１７）に往復運動（Ｂ）をさせる前記手段は、前記ドクターブレード支持体（１８）から突出してモータ作動式の往復運動手段と接触する押しアーム（２９）と、前記ドクターブレード支持体（１８）と前記支持ハブ（１９）との間に配置された戻りバネ（３１）とを備えていることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載されたドクターブレードシステム（１６）を装備していることを特徴とする印刷装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載されたドクターブレードシステム（１６）が設けられている少なくとも１個の印刷装置（２、３）を備えていることを特徴とするグラビア印刷機。

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