JP6328533B2 - トップフィード方式の印刷装置 - Google Patents

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Description

本発明は、版胴とファニッシャロールとの接触部位の上に形成される隙間に塗料を貯留し、その塗料で塗工が行われるトップフィード方式の印刷装置に関する。
このような印刷装置は、特許文献1及び特許文献2に開示されている。
特許文献1には、インキの交換が迅速に行えるようにした印刷機が開示されている。そこでの印刷機は、アニロックスロールとドクターロールとの接触部位の上にインキ溜めが形成されている。
印刷時のアニロックスロール及びドクターロールは、各々の外周面が接触部位において下向きに周回するように、回転制御される。
インキの交換時には、アニロックスロール及びドクターロールを、印刷時とは逆向きに回転させる。それにより、アニロックスロール及びドクターロールの外周面に付着したインキが、インキ溜めからこれらの下側に移行し、滴下する。そうして、アニロックスロール及びドクターロールの下方に配置した受け皿でインキを回収している。
特許文献1の印刷機は、アニロックスロールとドクターロールとが常に接触した状態に固定されているが(固定式)、特許文献2の塗工装置では、一方のロールを動かして、両ロールの間を空けることができるようになっている(可変式)。
図1、図2に、特許文献2の印刷装置の概要を示す。この印刷装置100は、版胴11、圧胴12、ファニッシャロール13、ドクターブレード14などで構成されている。版胴11、圧胴12、ファニッシャロール13の各々は、略水平方向に延びており、互いに平行な回転軸J1,J2,J3を中心に回転自在に支持されている。
外周面に微細なセルが形成された版胴11と、外周面にウエブWが略V状に巻き掛けられた圧胴12とが上下に圧接し、版胴11及び圧胴12の両外周面の間に、ウエブWが挟み込まれる。その状態でウエブWが移送され、版胴11、圧胴12、ファニッシャロール13の各々が回転することで、版胴11からウエブWに塗料が転写される。
版胴11の各端部の近傍には、上端部を支点に揺動する揺動プレート16が互いに対向するように配置されている。これら揺動プレート16,16の間に、ファニッシャロール13、架設プレート17が設置されている。
ファニッシャロール13は、版胴11よりも小径のロールであり、版胴11の回転方向に対して上流側の側部(略水平方向に臨む部分)に配置されている。ファニッシャロール13はモータによって回転駆動される。ファニッシャロール13の回転軸J3は、版胴11の回転軸J1の斜め下方に位置している。
ファニッシャロール13は、版胴11の外周面に斜め下方から接している。版胴11及びファニッシャロール13は、その接触部位において外周面が下方に向かうように回転する。
ファニッシャロール13が版胴11に接することによって形成される隙間の上側には、回転軸の方向にスライドする一対のサイドプレート18,18が設置されている。各サイドプレート18の下部は、ファニッシャロール13及び版胴11の各外周面に面接触して、シールしている。
架設プレート17は、横長な帯板状の部材であり、下端がファニッシャロール13の上部に接してシールしている。
両サイドプレート18及び架設プレート17によって仕切られることにより、ファニッシャロール13と版胴11との接触部位の上側の隙間に、塗工液供給装置(図示せず)から供給される塗料を貯溜する液溜部IRが形成されている。
ドクターブレード14は、版胴11を挟んでファニッシャロール13とは反対側である、版胴11の回転方向に対して下流側の側部に配置されている。液溜部IRで版胴11に付着した余分な塗料を掻き取るために、ドクターブレード14の先端は、版胴11に接している。
版胴11は、その両端部が一対の支持軸19を介して着脱可能に支持されている。これら支持軸19を後退させることにより、版胴11は外れて交換可能になる。
特開昭62−85945号公報 特開2013−86270号公報
特許文献2の印刷装置の場合、版胴を交換する際や洗浄の際には、ファニッシャロールは版胴から離される。
具体的には、図2に示すように、ファニッシャロール13は、揺動プレート16の揺動により、(a)に示す、版胴11に接した状態(接触状態)から、(b)に示す、接しない状態(非接触状態)に変位される。
従って、この印刷装置の場合、液溜部の下方を開くことができるので、ロール固定タイプと比べると、短時間で液溜部から塗料を排出でき、洗浄も容易にできる。
ところが、液溜部の下方を開けた時には、図2の(b)に示すように、塗料が一気に流れ落ちるため、滴下する塗料を受け止める壁面にぶつかって液跳ねが発生し、広範囲が塗料で汚れるという問題があった。
そこで本発明の目的は、液跳ねを抑制しながら、液溜部から塗料を短時間で排出できる印刷装置を提供することにある。
開示する印刷装置は、移送されるウエブに外周面を接した状態で回転し、当該ウエブに塗料を転写する版胴と、前記版胴と平行な軸を中心に回転駆動されるファニッシャロールと、前記版胴の側方に接する使用位置と、当該版胴から離れて待機する待機位置とに、前記ファニッシャロールを変位させる接離機構と、を備え、前記使用位置において、前記ファニッシャロールの外周面と前記版胴の外周面とが接する部位の上側の領域に、前記版胴に供給される塗料を溜める液溜部が形成される印刷装置である。
前記接離機構は、前記ファニッシャロールの変位速度を制御する速度制御機構を有し、前記ファニッシャロールの変位速度が、前記使用位置の近傍で遅く、前記待機位置側で速くなるように制御される。
すなわち、この印刷装置では、使用位置から待機位置へと変位するファニッシャロールの変位速度が、使用位置の近傍では遅くなるように制御されるので、塗料は少量ずつ漏れ出し、簾状になって滴下する。その結果、時間当たりの滴下量が少なくなり、滴下する範囲も限られるため、液跳ねが抑制され、広範囲が塗料で汚れるのを防ぐことができる。
そして、待機位置側では、ファニッシャロールの変位速度が速くなるので、ファニッシャロールを短時間で待機位置に変位させることができる。
例えば、前記速度制御機構に、第1速度と、当該第1速度よりも高速な第2速度とが設定され、前記使用位置からその近傍の切替位置までは、前記第1速度で制御され、前記切替位置から前記待機位置までは、前記第2速度で制御されるようにしてもよい。
そうすれば、2つの速度を切替制御するだけでよいため、制御機構を簡素化できる。
この場合、前記第1速度及び前記第2速度の各々の速度、並びに前記切替位置を、任意に設定可能にするとよい。
そうすれば、液溜部の液量や塗料の物性等に応じて最適な条件設定ができるため、適用範囲が拡がり、利便性に優れる。
特に、前記接離機構は、前記ファニッシャロールより上方の位置を支点に軸支されて当該ファニッシャロールを支持して振り子状に揺動する支持アームを有し、前記ファニッシャロールが変位し得る最下位置よりも上方に、前記使用位置が位置しているようにするのが好ましい。
そうすれば、位置エネルギーを利用してファニッシャロールを変位させることができるので、エネルギー効率に優れるうえ、複雑な駆動制御が不要になって構造の簡素化が図れる。
この場合、前記接離機構は、前記支持アームに連結されたエアシリンダを有し、前記速度制御機構が、前記ファニッシャロールが前記最下位置に向かう力に抵抗して前記エアシリンダを作動させる空気の流量を調整することにより、前記第1速度の制御が行われるようにするとよい。
そうすれば、ファニッシャロールの自然降下による揺れ動きを、空圧で制御することができるので、ファニッシャロールを、柔らかな動作で版胴からゆっくりと離すことができ、塗料を穏やかに漏れ出させることができる。
更にこの場合、前記ファニッシャロールは、前記支持アームに着脱可能に軸支される軸部を有し、前記支持アームは、前記待機位置側の側面に開口して前記軸部を受け入れる軸受凹部を有し、前記待機位置が、前記最下位置に対して前記使用位置の反対側において、当該最下位置よりも上方に位置しているようにするとよい。
そうすれば、待機位置では、傾斜した支持アームの待機位置側の側面が、斜め上方に向き、軸受凹部が斜め下方に向かって凹んだ状態となる。それにより、軸部を軸受凹部に挿入すれば、ファニッシャロールを支持アームに安定して支持させることができるので、ファニッシャロールの交換が容易にできる。
前記速度制御機構は、電磁弁とスピードコントローラとを用いて構成することができる。
そうすれば、一般品の簡素な組み合わせだけで速度制御機構を構成できるので、部材コストや製造コストを抑制できる。
本発明の印刷装置によれば、液跳ねを抑制しながら、液溜部から塗料を短時間で排出できるようになる。
トップフィード方式の印刷装置を示す概略斜視図である。 (a),(b)は、版胴の交換時等の状態を示す概略図である。 本実施形態の印刷装置を示す概略斜視図である。 本実施形態の印刷装置における、印刷時の状態を示す概略図である。 本実施形態の印刷装置における、版胴の交換等を開始する時の状態を示す概略図である。 図5の状態に続く初期状態を示す概略図である。 図6の状態に続く速度切替時の状態を示す概略図である。 図7の状態に続く待機位置での状態を示す概略図である。 待機位置でのファニッシャロールの交換を説明する概略図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
図3に、本実施形態の印刷装置1を示す。図4〜図8に、版胴の交換時や洗浄時等における印刷装置1の動作を示す。この印刷装置1は、版胴11、圧胴12、ファニッシャロール13、ドクターブレード14、接離機構20などで構成されている。
なお、版胴11、圧胴12、ファニッシャロール13、ドクターブレード14など、印刷装置の基本的構成は、上述した印刷装置100と同じである。そのため、本実施形態では、上述した印刷装置100と同じ部材や構成については、同じ符合を用いてその説明は省略し、異なる部材や構成について詳しく説明する。
(接離機構)
接離機構20は、ファニッシャロール13を、版胴11の側方に接する使用位置(図4に示す)と、版胴11から離れて待機する待機位置(図8に示す)とに変位させる機能を有し、一対の支持アーム30,30、エアシリンダ40、空圧制御装置50などで構成されている。
一対の支持アーム30,30は、版胴11の各端部の近傍に、互いに対向した状態で配置されている。各支持アーム30の上端部は、ファニッシャロール13よりも上方の位置において回動自在に軸支されており、各支持アーム30の下端部の間に、ファニッシャロール13、架設プレート17、一対のサイドプレート18,18などが設置されている。
それにより、両支持アーム30は、その上端部を支点にして振り子状に揺動可能となっており、両支持アーム30,30の下端部に設置されているファニッシャロール13等は、円弧状の軌跡を描いて変位する。
使用位置は、その円弧状の軌跡の一方(版胴11の側)の端にあり、ファニッシャロール13が変位し得る最下位置(ファニッシャロール13等の位置エネルギーが最小となる位置、図8に仮想線で示す)よりも上方に位置している。待機位置は、その軌跡の他方の端にあり、その最下位置よりも上方に位置している。すなわち、使用位置と待機位置とは、円弧状の軌跡の最下位置を挟んでその両側に位置している。
ファニッシャロール13は、両支持アーム30,30に取り外し可能な状態で支持されている。
具体的には、ファニッシャロール13の各端部には、各支持アーム30に着脱可能に軸支される小径の軸部13aが突出している。各支持アーム30の待機位置側に臨む側面の下端部には、U字形状の軸受凹部30aが形成されている。軸受凹部30aは、その側面から他方の側面に向かって凹んでいる。
各支持アーム30の下端部には、着脱可能な封止部材31が取り付けられている。封止部材31は、軸受凹部30aに入り込んで、軸受凹部30aとともに軸部13aを軸支する軸受凸部31aを有している。各軸部13aを各軸受凹部30aに挿入し、各封止部材31を各支持アーム30に取り付けることにより、ファニッシャロール13は、各支持アーム30に回転自在に軸支される。
(エアシリンダ)
エアシリンダ40は、使用位置と待機位置との間で両支持アーム30,30を揺動させる機能を有し、一方の支持アーム30に連結されている。
エアシリンダ40は、一般的なものであり、円筒状のシリンダ部41と、シリンダ部41のヘッド側から一方の端部が出入りするロッド部42とを有している。シリンダ部41の内部には、ロッド部42の他方の端部に連結されて、シリンダ部41のヘッド側とボトム側との間を往復するピストン43が収容されている。
シリンダ部41の内部は、ピストン43によってヘッド側スペースHSとボトム側スペースBSとに区画されている。シリンダ部41には、ヘッド側スペースHSに連通するヘッド側口部44と、ボトム側スペースBSに連通するボトム側口部45とが設けられている。
ヘッド側スペースHSとボトム側スペースBSでの空気圧差により、ピストン43が変位し、シリンダ部41に対してロッド部42が伸縮する。シリンダ部41から突出したロッド部42の先端は、支持アーム30に連結され、シリンダ部41のボトム側は、不図示のブラケットに支持されている。
(空圧制御装置)
空圧制御装置50は、ヘッド側スペースHS及びボトム側スペースBSの空気圧を調整することにより、エアシリンダ40を駆動及び制御する機能を有し、ヘッド側配管51、ボトム側配管52、エアコンプレッサ54、速度制御機構60などで構成されている。
ヘッド側配管51は、速度制御機構60とヘッド側口部44とに接続され、ボトム側配管52は、速度制御機構60とボトム側口部45との間に接続されている。いずれも耐圧チューブなどからなる。
速度制御機構60は、エアシリンダ40の作動を制御して間接的にファニッシャロール13の変位速度を制御する機能を有しており、電磁弁とスピードコントローラとを用いて構成されている。
図4等に示すように、本実施形態の速度制御機構60は、第1〜第5の開閉式の電磁弁V1〜V5と、スピードコントローラSPと、制御部61(図3にのみ示す)と、で構成されている。なお、本実施形態では、便宜上、開閉式の電磁弁V1〜V5を個別に設置した場合を例示するが、流路の切替が可能な一体型の電磁弁を用いてもよい。
エアコンプレッサ54は、ヘッド側スペースHS及びボトム側スペースBSに供給する圧縮空気を生成する機能を有している。ヘッド側スペースHS及びボトム側スペースBSの各々に供給する圧縮空気の空気圧は、任意に設定できる。エアコンプレッサ54は、ヘッド側流路62を介してヘッド側配管51と接続されており、ボトム側流路63を介してボトム側配管52と接続されている。
ヘッド側流路62の途中には、エアコンプレッサ54の側から順に、第1電磁弁V1と、スピードコントローラSPとが設置されている。ヘッド側流路62における第1電磁弁V1とスピードコントローラSPとの間の部位から、末端が大気中に解放されているヘッド側排気流路64が分岐しており、そのヘッド側排気流路64の途中に第2電磁弁V2が設置されている。
また、ヘッド側流路62には、スピードコントローラSPを迂回する迂回流路65が設置されており、その迂回流路65の途中に第3電磁弁V3が設置されている。
ボトム側流路63の途中には、第4電磁弁V4が設置されており、ボトム側流路63における第4電磁弁V4の下流側の部位から、末端が大気中に解放されているボトム側排気流路66が分岐しており、そのボトム側排気流路66の途中に第5電磁弁V5が設置されている。
スピードコントローラSPは、一般的なものであり、絞り弁と逆止弁とが併設された構造となっている。絞り弁の絞り量は、手動操作で任意に設定でき、予め所定の絞り量に設定されている。スピードコントローラSPは、ヘッド側スペースHSからの空気の流出が逆止弁によって阻止されるように設置されている。
制御部61は、CPUやメモリなどのハードウエアと、制御プログラムなどのソフトウエアとで構成されており、第1〜第5の電磁弁V1〜V5の開閉を制御する機能を有している。第1〜第5の電磁弁V1〜V5を開閉するタイミングは、制御プログラムの設定を変更することによって任意に設定できる。
(接離機構の動き)
この印刷装置1では、版胴11の交換時や洗浄の際に、ファニッシャロール13が使用位置から待機位置へと変位され、液溜部IRの下方が開かれる。その際、塗料が一気に流れ落ちないように、接離機構20の動きが工夫されている。
すなわち、ファニッシャロール13の変位速度が、使用位置の近傍で遅く、待機位置側で速くなるように制御されている。この印刷装置1の場合、第1速度と、第1速度よりも高速な第2速度との2つの速度が、速度制御機構60に予め設定されていて、使用位置からその近傍の切替位置までは、第1速度で制御され、切替位置から待機位置までは、第2速度で制御されるように構成されている。
図4に示すように、印刷時のファニッシャロール13や支持アーム30は、エアシリンダ40によって使用位置まで持ち上げられた状態となっており、ヘッド側スペースHS及びボトム側スペースBSの各空気圧は、ロッド部42が押し出される方向に調整されている。
具体的には、第5電磁弁V5が閉鎖、第4電磁弁V4が開放、とされることで、ボトム側スペースBSにエアコンプレッサ54から圧縮空気が供給されている。なお、各図では、閉じた電磁弁Vを黒色で表し、開いた電磁弁Vは白色で表している。
第1電磁弁V1が閉鎖、第2電磁弁V2が開放、とされることで、ヘッド側スペースHSの空気は抵抗なく排気される状態となっている。それにより、ヘッド側スペースHSよりもボトム側スペースBSの空気圧が高くなり、ロッド部42がシリンダ部41から押し出されている。なお、この時の第3電磁弁V3は閉じられている。
図5は、接離機構20が、ファニッシャロール13等を待機位置に変位させる時の初期状態を示している。設定された第1速度に基づいて、ファニッシャロール13が版胴11から低速で離れるように、ヘッド側スペースHS及びボトム側スペースBSの空気圧が調整される。
具体的には、第5電磁弁V5が開放、第4電磁弁V4が閉鎖、とされ、ボトム側スペースBSが大気中に解放される。それにより、ファニッシャロール13等の重量によってロッド部42が押し戻され、ファニッシャロール13等が最下位置に向かって変位し始める。
このとき、スピードコントローラSPの絞り弁により、ヘッド側スペースHSに流入する空気の流量が絞られているため、ファニッシャロール13等の変位に対して抵抗力が発生する。その結果、ファニッシャロール13は、緩やかに版胴11から離れていく。
ファニッシャロール13等の位置エネルギーを利用してファニッシャロール13を変位させているので、エネルギー効率に優れるうえ、複雑な駆動制御が不要になって構造の簡素化が図れる。
第1速度の設定は、スピードコントローラSPの絞り弁の絞り量を変えることで調整できるので、正確な微調整が簡単に行える。ファニッシャロール13等の重量の作用で揺れ動くのを、吸引される空気の流量の調整によって制御しているので、ファニッシャロール13を、版胴11からゆっくりと離すことができる。
そうして、図6に示すように、版胴11とファニッシャロール13との間に、僅かな隙間が形成されると、液溜部IRに溜められていた塗料が、その隙間から漏れ出して滴下し始める。ファニッシャロール13は版胴11からゆっくりと離れていくため、塗料は少量ずつ漏れ出し、簾状になって滴下する。
その結果、時間当たりの滴下量が少なくなり、滴下する範囲も限られるため、液跳ねが抑制され、広範囲が塗料で汚れるのを防ぐことができる。
ファニッシャロール13が版胴11から少し離れた段階で、ほとんどの塗料が流れ落ちる。液溜部IRの塗料がほとんど無くなれば、液跳ねはほとんど発生しなくなるため、直ちに、電磁弁V1〜V5の切替により、第1速度から第2速度に設定が切り替えられる。その結果、ファニッシャロール13等を短時間で待機位置に変位させることができる。
図7に、その速度の切替時の状態を示す。ファニッシャロール13が、版胴11の近傍の所定位置(切替位置)に達した時に、電磁弁V1〜V5の切替制御が行われる。
具体的には、第3電磁弁V3が開放、第2電磁弁V2が閉鎖、第1電磁弁V1が開放、とされることで、ヘッド側スペースHSにコンプレッサから圧縮空気が供給される。それにより、ボトム側スペースBSよりもヘッド側スペースHSの空気圧が高くなってロッド部42がシリンダ部41に押し戻されるため、設定された第2速度に基づいて、ファニッシャロール13は、高速で待機位置に向かって変位し始める。
切替位置から最下位置までの切替初期は、ファニッシャロール13等の重量の作用も加わるため、短時間で高速にできる。
その後、図8に示すように、ファニッシャロール13等は、最下位置を通過し、待機位置に達する。最下位置を過ぎた後は、エアシリンダ40でファニッシャロール13等を持ち上げることになるが、揺動に勢いが付いているため、小さな力で容易に持ち上げることができる。
図9に示すように、ファニッシャロール13の交換は、待機位置で行われる。ファニッシャロール13の交換時には、ファニッシャロール13の軸部13aが各軸受凹部30aに挿入され、各封止部材31が各支持アーム30に取り付けられる。
待機位置では、支持アーム30が傾斜し、支持アーム30の待機位置の側の側面は、斜め上方に向いている。各軸受凹部30aは、斜め下方に向かって凹んだ状態となっているため、各軸部13aを軸受凹部30aに挿入すれば、ファニッシャロール13を支持アーム30に安定して支持させることができる。
各封止部材31の取り付け作業も容易になり、ファニッシャロール13の交換が安全かつ簡単にできる。
ファニッシャロール13等を待機位置から使用位置に変位させる時には、電磁弁V1〜V5は、図4に示した状態に切り替えられる。それにより、ほとんど抵抗を受けることなく、ロッド部42がシリンダ部41から押し出されるため、短時間でファニッシャロール13等を使用位置に変位させることができる。
なお、本発明にかかる印刷装置は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
ファニッシャロールは、揺動して変位させるのが好ましいが、それ以外にも、水平方向や鉛直方向などに変位させてもよい。接離機構は、エアシリンダを用いた空圧制御が好ましいが、ギア機構やアクチュエータ等を用いて構成してもよい。
ファニッシャロールの変位速度は、第1速度と第2速度の2段階で制御するだけでなく、3段階以上で制御してもよい。また断続的に速度を変えるだけでなく、速度が次第に速くなるように連続的に速度を変化させてもよい。
1 印刷装置
11 版胴
12 圧胴
13 ファニッシャロール
20 接離機構
30 支持アーム
40 エアシリンダ
50 空圧制御装置
60 速度制御機構
61 制御部
W ウエブ
IR 液溜部
V1〜V5 第1〜第5の電磁弁
SP スピードコントローラ

Claims (7)

  1. 移送されるウエブに外周面を接した状態で回転し、当該ウエブに塗料を転写する版胴と、
    前記版胴と平行な軸を中心に回転駆動されるファニッシャロールと、
    前記版胴の側方に接する使用位置と、当該版胴から離れて待機する待機位置とに、前記ファニッシャロールを変位させる接離機構と、
    を備え、
    前記使用位置において、前記ファニッシャロールの外周面と前記版胴の外周面とが接する部位の上側の領域に、前記版胴に供給される塗料を溜める液溜部が形成される、印刷装置であって、
    前記接離機構は、前記ファニッシャロールの変位速度を制御する速度制御機構を有し、
    前記ファニッシャロールの変位速度が、前記使用位置の近傍で遅く、前記待機位置側で速くなるように制御される印刷装置。
  2. 請求項1に記載の印刷装置において、
    前記速度制御機構に、第1速度と、当該第1速度よりも高速な第2速度とが設定され、
    前記使用位置からその近傍の切替位置までは、前記第1速度で制御され、前記切替位置から前記待機位置までは、前記第2速度で制御される印刷装置。
  3. 請求項2に記載の印刷装置において、
    前記第1速度及び前記第2速度の各々の速度、並びに前記切替位置が、任意に設定可能な印刷装置。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の印刷装置において、
    前記接離機構は、前記ファニッシャロールより上方の位置を支点に軸支されて当該ファニッシャロールを支持して振り子状に揺動する支持アームを有し、
    前記ファニッシャロールが変位し得る最下位置よりも上方に、前記使用位置が位置している印刷装置。
  5. 請求項4に記載の印刷装置において、
    前記接離機構は、前記支持アームに連結されたエアシリンダを有し、
    前記速度制御機構が、前記ファニッシャロールが前記最下位置に向かう力に抵抗して前記エアシリンダを作動させる空気の流量を調整することにより、前記第1速度の制御が行われる印刷装置。
  6. 請求項5に記載の印刷装置において、
    前記ファニッシャロールは、前記支持アームに着脱可能に軸支される軸部を有し、
    前記支持アームは、前記待機位置側の側面に開口して前記軸部を受け入れる軸受凹部を有し、
    前記待機位置が、前記最下位置に対して前記使用位置の反対側において、当該最下位置よりも上方に位置している印刷装置。
  7. 請求項5又は請求項6に記載の印刷装置において、
    前記速度制御機構が、電磁弁とスピードコントローラとを用いて構成されている印刷装置。
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