JP6369939B2

JP6369939B2 - ロータリースクリーン印刷機

Info

Publication number: JP6369939B2
Application number: JP2014228517A
Authority: JP
Inventors: 啓久阪田
Original assignee: Komori Corp
Current assignee: Komori Corp
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-11-11
Also published as: JP2016088038A

Description

本発明は、シート又はウェブに対して円筒状に形成されたスクリーン版の孔からインキやニス等の液体をスキージにより供給し、印刷やコーティング等を行うロータリースクリーン印刷機に関するものである。

従来、ロータリースクリーン印刷が可能な印刷機として、スクリーン印刷だけでなくオフセット印刷、凹版印刷も同時に行うことができる印刷機が開示されている（下記特許文献１参照）。また、スクリーン版を円筒状にしたスクリーン胴及びスキージの着脱構成についても開示されている（下記特許文献２参照）。

特開２０１４−１００８１９号公報特許第５３３７３５８号公報

上述したような従来のロータリースクリーン印刷機でスクリーン印刷を行う際には、図１０に示すように圧胴の位相が、一枚目のシートがスクリーン胴に到達する位相θｎとなったときにスクリーン胴を圧胴に接触（着）させ、その後スクリーン胴が一回転してからスキージをスクリーン胴のスクリーン版に接触（着）させるようにしていた。しかしながら、この場合、スキージをスクリーン版に着させる際に衝撃荷重によりインキがスクリーン版内で飛び散り、飛び散ったインキによって版面のインキ膜厚が変化し、印刷不良の原因となることがあった。なお、図１０中に示すａは、圧胴の切欠き部がスクリーン胴に対向する範囲を示している。

このようなことから本発明は、印刷不良の発生を低減することができるロータリースクリーン印刷機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係るロータリースクリーン印刷機は、
スクリーン版を円筒状に形成してなるスクリーン胴と、
前記スクリーン胴の内部に保持されたスキージと、
前記スキージを移動自在に保持するスキージ装置を介して、前記スキージを前記スクリーン版の内周面に対して接触離反移動させるスキージ着脱手段と
を備えるロータリースクリーン印刷機において、
前記スクリーン版に形成されているインキ膜の膜厚を検知する膜厚検知手段と、
前記膜厚検知手段によって検知したインキ膜の膜厚に基づいてインキ膜の表面から微小間隔離間した位置を前記スキージの待機位置として求め、前記スキージが前記スクリーン版から離れたスキージ脱位置に位置付けられた状態から前記スクリーン版に接触する印刷位置へと位置付けられる前に前記待機位置に位置付けられるように前記スキージ着脱手段を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする。

本発明に係るロータリースクリーン印刷機によれば、スキージがスクリーン版に接触するときのインキの飛び散りを押さえて印刷不良の発生を防止することができる。

本発明の一実施例に係るロータリースクリーン印刷機を示す説明図である。図１の一部を破断して示す平面展開図である。図１のIII部矢視図である。図２の部分拡大図である。図５（ａ）はフレームとサブフレームとの関係を示す説明図、図５（ｂ）はフレームとサブフレームとスクリーン胴着脱モータとの関係を示す説明図である。本発明の一実施例に係るロータリースクリーン印刷機の制御構成を示すブロック図である。本発明の一実施例に係るロータリースクリーン印刷機の制御装置によるスキージの制御の流れを示すフローチャートである。本発明の一実施例におけるスキージの配置例を示す模式図であり、図８（ａ）はスキージ脱位置、図８（ｂ）はスキージ待機位置、図８（ｃ）は印刷位置を示す。本発明の一実施例に係るロータリースクリーン印刷機のスクリーン胴及びスキージの制御例を時系列的に示す説明図である。従来のロータリースクリーン印刷機のスクリーン胴及びスキージの制御例を時系列的に示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るロータリースクリーン印刷機について説明する。なお、本発明に係るロータリースクリーン印刷機は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

以下、図１から図９を用いて本実施例に係るロータリースクリーン印刷機の詳細を説明する。
図１及び図２に示すように、本実施例において左右の機械フレーム１０１，１０１間には、圧胴１００が回動自在に支持されているとともに、この圧胴１００に対向してスクリーン胴２０１が配設されている。

圧胴１００の外周面には軸心を挟んで対向する位置に切欠き部１００ａが形成されており、この切欠き部１００ａ内に、シートを保持及び解放することができるように構成されたくわえ装置１０２が配設されている。なお、本実施例において圧胴１００は、スクリーン胴２０１の二倍の胴径を有しているものとする。

スクリーン胴２０１は絵柄に応じた小孔をエッチングした薄い版材を円筒状にしてなるスクリーン版２０１Ａと、スクリーン版２０１Ａを補強するためにスクリーン版２０１Ａの両端（図２では左右）にそれぞれ固定された二つのエンドリング２０１Ｂ，２０１Ｂとから構成されている。このスクリーン胴２０１は、支承部材２０２，２０２、スクリーン用ブラケット２０３，２０３、及びサブフレーム２０４を介してフレーム１０１，１０１に支持されている。

支承部材２０２は、それぞれエンドリング２０１Ｂを着脱可能に支持する一方、スクリーン用ブラケット２０３に回動自在に支持されている。

スクリーン用ブラケット２０３は、それぞれ支承部材２０２を回動自在に支持するスクリーン支持部２０３ａと、該スクリーン支持部２０３ａに対してスクリーン胴２０１の径方向外側に配設された回転軸支持部２０３ｂとから構成されている。

ここで、本実施例では、一方（図２では左側）のスクリーン支持部２０３ａに、センサ支持部材２２９を介して超音波センサ２３０が取り付けられている。図３及び図４に示すように、センサ支持部材２２９の基端側はスクリーン支持部２０３ａの軸方向外側の端面にボルト２３１によって固定され、センサ支持部材２２９の先端側はスクリーン胴２０１とは離間した状態でスクリーン胴２０１の内部であって、軸方向における有効印刷範囲内（後述するブレード２２１Ａの胴軸方向両端よりも内側の範囲内）に挿入されている。そしてこのセンサ支持部材２２９の先端に超音波センサ２３０が取り付けられている。超音波センサ２３０は、対向するスクリーン版２０１Ａの内周面に形成されるインキ膜までの距離を測定するようにその向きを設定されている。
なお、図３，４中に示すＬは、後述するブレード２２１ａの胴軸方向両端に対応する位置を示す軌跡線である。

また、回転軸支持部２０３ｂには、スクリーン胴２０１の軸方向と平行に延びる回転軸２０５の両端がそれぞれ回動自在に支持されている。
回転軸２０５の両端にはギア２０５ａが設けられており、このギア２０５ａが中間ギア２０６を介して支承部材２０２の外周面に形成されたギア２０２ａと噛み合っている。また、回転軸２０５の一端側（図２では右端側）のギア２０５ａは、スクリーン胴駆動モータ２０７のギア２０７ａと噛み合っている（図１参照）。

したがって、スクリーン胴駆動モータ２０７を駆動するとスクリーン胴駆動モータ２０７のギア２０７ａ、回転軸２０５の一端側のギア２０５ａ、一方（図２では右側）の中間ギア２０６、一方（図２では右側）の支承部材２０２のギア２０２ａ、一方の支承部材２０２を介してスクリーン胴２０１の一端側（図２では右端側）にスクリーン胴駆動モータ２０７の駆動力が伝わるとともに、スクリーン胴駆動モータ２０７のギア２０７ａ、回転軸２０５の一端側のギア２０５ａ、回転軸２０５、回転軸２０５の他端側（図２では左端側）のギア２０５ａ、他方（図２では左側）の中間ギア２０６、他方（図２では左側）の支承部材２０２のギア２０２ａ、他方の支承部材２０２を介してスクリーン胴２０１の他端側（図２では左端側）にもスクリーン胴駆動モータ２０７の駆動力が伝わり、スクリーン胴２０１の両端がスクリーン胴駆動モータ２０７により回転駆動される。

サブフレーム２０４は、スクリーン胴２０１の軸方向に沿って配設され、スクリーン用ブラケット２０３，２０３の回転軸支持部２０３ｂを支持している。

さらに、このサブフレーム２０４は図５（ａ）に示すように、軸方向両側に形成された第一の連結用ブラケット２０４ａが機械フレーム１０１に固定されたピン２０８を介して当該機械フレーム１０１に揺動自在に支持されている。

また、図５（ｂ）に示すように、サブフレーム２０４の軸方向両側に形成された第二の連結用ブラケット２０４ｂには、それぞれスクリーン胴着脱モータ２０９Ａのモータ軸に連結されたねじ軸２０９Ｂが揺動自在に連結されている。より詳しく説明すると、ねじ軸２０９Ｂは、当該ねじ軸２０９Ｂに螺着されたナット部材２０９Ｃに設けられているピン２１０を介して第二の連結用ブラケット２０４ｂに揺動自在に連結されている。ナット部材２０９Ｃは、スクリーン胴着脱モータ２０９Ａの回転によってねじ軸２０９Ｂが回転すると送りねじの機構によりねじ軸２０９Ｂの軸方向に進退する。
なお、スクリーン胴着脱モータ２０９Ａは、スクリーン胴２０１（より具体的にはスクリーン版２０１Ａ）を圧胴１００に対して接触又は離反させるために設けられたものであり、このスクリーン胴着脱モータ２０９Ａの本体部はそれぞれ左右の機械フレーム１０１にスクリーン胴着脱モータ支持部材２１１を介して揺動自在に固定されている。

さらに、図１及び図２に示すように、上述したスクリーン胴２０１には、スクリーン版２０１Ａの内側にあるインキをスクリーン版２０１Ａの小孔から圧胴１００側に供給するブレード（スキージ本体）２２１Ａと、ブレード２２１Ａを支持する支持体であるスキージバー２２１Ｂとを備えたスキージ２２１が保持されている。

スキージ２２１の両端はそれぞれスキージ支持部材２２２，２２２、支持板２２３，２２３を介してサブフレーム２０４に揺動自在に支持されている。

スキージ支持部材２２２は、スキージバー２２１Ｂを揺動自在に支持する部材である。
また、支持板２２３は、板体であり、その一角にスキージ支持部材２２２を保持している。この支持板２２３の他の一角にはスキージ着脱モータ２２４Ａのモータ軸に連結されたねじ軸２２４Ｂが揺動自在に連結され、さらに他の一角はピン２２６に揺動自在に軸支されるとともに、ピン２２７に当接する当接面２２３ａを備えている。ねじ軸２２４Ｂは、当該ねじ軸２２４Ｂに螺着されたナット部材２２４Ｃに設けられているピン２２５を介して支持板２２３に揺動自在に連結されている。ナット部材２２４Ｃは、スキージ着脱モータ２２４Ａの回転によってねじ軸２２４Ｂが回転すると送りねじの機構によりねじ軸２２４Ｂの軸方向に進退する。

なお、スキージ着脱モータ２２４Ａは、スキージ２２１（より具体的には、ブレード２２１Ａ）をスクリーン版２０１Ａの内周面に対して接触又は離反させるために設けられたものであり、サブフレーム２０４の軸方向両端に形成された第三の連結用ブラケット２０４ｃにピン２２８を介して揺動自在に支持されている。
また、ピン２２６はサブフレーム２０４の軸方向両端に形成された第四の連結用ブラケット２０４ｄに固定され、ピン２２７はサブフレーム２０４の軸方向両端に形成された第五の連結用ブラケット２０４ｅに固定されている。

次に、本実施例に係るロータリースクリーン印刷機の制御装置について説明する。図６に示すように、本実施例に係るロータリースクリーン印刷機の制御装置３００は、圧胴１００に設けられた本機エンコーダー２３２が出力する信号、図示しないシート供給装置のフィーダボード上に設けられて当該フィーダボード上に一枚ずつ送り出されるシートを検知するシート搬送検知器２３３が出力する信号、超音波センサ２３０が出力する信号、及びスキージ着脱モータ２２４Ａに設けられたスキージ着脱モータ・エンコーダー２３４が出力する信号を入力し、スクリーン胴駆動モータ２０７、スクリーン胴着脱モータ２０９Ａ、及びスキージ着脱モータ２２４Ａを駆動制御するものである。

以下、図７から図９を用いて本実施例の制御装置３００によるスキージ２２１の制御について説明する。
まず、図９に示すように、本実施例のロータリースクリーン印刷機において印刷運転が開始されるとき、スクリーン胴２０１は圧胴１００から離反したスクリーン胴脱位置に位置付けられ、スキージ２２１はブレード２２１Ａの先端をスクリーン版２０１Ａの内周面から離反させたスキージ脱位置に位置付けられている（図８（ａ）参照）。

図７に示すように、制御装置３００は、印刷運転が開始されるとスクリーン胴駆動モータ２０７を駆動してスクリーン胴２０１を回転させ（ステップＳ１）、続いてスクリーン胴２０１が予め設定する規定回数Ｎ₁（例えば、Ｎ₁＝１）回以上回転したか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、規定回数Ｎ₁は、インキの粘度やスクリーン胴２０１の回転速度等の印刷条件に応じて、少なくともインキがスクリーン版２０１Ａの内周面に均等に行きわたる回転回数以上、且つインキがスクリーン版２０１Ａの小孔から遠心力によってにじみ出る回転回数未満に設定されるものとする。

そして、ステップＳ２でスクリーン胴２０１が規定回数Ｎ₁以上回転していれば（ＹＥＳ）インキ膜厚ｔの測定を開始し（ステップＳ３）、ステップＳ２でスクリーン胴２０１が規定回数Ｎ₁以上回転していなければ（ＮＯ）ステップＳ２の処理を繰り返す。
ステップＳ３に続いては、スクリーン胴２０１が規定回数Ｎ₂（例えば、Ｎ₂＝１）回回転したか否かを判定し（ステップＳ４）、スクリーン胴２０１が規定回数Ｎ₂回回転していれば（ＹＥＳ）インキ膜厚ｔの測定を終了する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４でスクリーン胴２０１が規定回数Ｎ₂回回転していなければ（ＮＯ）ステップＳ４の処理を繰り返す。ここで、規定回数Ｎ₂は、少なくとも１以上、且つインキがスクリーン版２０１Ａの小孔から遠心力によってにじみ出る回転回数未満に設定されるものとする。
すなわち、本実施例では、印刷運転が開始されスクリーン胴２０１が規定回数Ｎ₁以上回転したら、少なくともスクリーン胴２０１が一回転する間、超音波センサ２３０によって当該超音波センサ２３０からインキ表面までの距離を連続的に計測して、計測結果を制御装置３００に入力するのである。

その後、超音波センサ２３０から入力された計測結果に基づいてインキ膜厚ｔの最大値ｔ_MAXを算出し（ステップＳ６）、続いてステップＳ６で算出したインキ膜厚ｔの最大値ｔ_MAXに基づいてスキージ待機位置を決定する（ステップＳ７）。
なお、スキージ待機位置は、図８（ｂ）に示すようにインキ膜厚ｔの最大値ｔ_MAXから微小間隔α離れた位置、換言すると、スクリーン版２０１Ａの表面からｔ_MAX＋α離間した位置とする。なお、微小間隔αは、インキの粘度やスクリーン胴２０１の回転速度等の印刷条件に応じて設定されるものとし、スキージ２２１がインキ膜に触れない距離であって且つスキージ２２１が可能な限りスクリーン版２０１Ａに近い距離となるように設定するものとする。

ステップＳ７に続いては、スキージ２２１をステップＳ６で求めた待機位置へ位置付ける（ステップＳ８）。すなわち、スキージ着脱モータ２２４Ａによりねじ軸２２４Ｂを回転させてナット部材２２４Ｃを移動させることでピン２２６を中心にして支持板２２３を揺動させ、スキージ着脱モータ・エンコーダー２３４から入力される信号に基づきブレード２２１ａの先端がスクリーン版２０１Ａの内周面からｔ_MAX＋αの位置に位置付けられるまでスキージ２２１を移動させる。

続いて、本機エンコーダー２３２から入力される信号（ここでは、圧胴１００の速度を含む位相）と、シート搬送検知器２３３から入力される信号から得られるシートの搬送状況とに基づいて印刷が開始されているか否かを判定する（ステップＳ９）。
ステップＳ９で印刷が開始されていれば（ＹＥＳ）、一枚目のシートを保持するくわえ装置１０２が設けられた切欠き部１０１ａがスクリーン胴２０１に対向している間（図９にａで示す切欠範囲の間）に、スキージ２２１をブレード２２１Ａの先端がスクリーン版２０１Ａの内周面に接触する印刷位置（着位置。図８（ｃ）参照）に位置付けるべく、スキージ着脱モータ２２４Ａによりねじ軸２２４Ｂを回転させてナット部材２２４Ｃを移動させ、支持板２２３を介してスキージ２２１を移動させる（ステップＳ１０）。

なお、このとき制御装置３００は、一枚目のシートを保持するくわえ装置１０２が設けられた切欠き部１０１ａがスクリーン胴２０１に対向している間であって、ブレード２２１ａの先端がスクリーン版２０１Ａの内周面に接触するより前又はブレード２２１ａの先端がスクリーン版２０１Ａの内周面に接触すると同時に、スクリーン胴２０１が圧胴１００に接触するように、スクリーン胴着脱モータ２０９Ａによりねじ軸２０９Ｂを回転させてナット部材２０９Ｃを移動させ、サブフレーム２０４を介してスクリーン胴２０１を移動させるものとする。

これにより、スキージ２２１が印刷位置に移動したタイミング（図９では、位相角度θｎ）で、一枚目のシートが圧胴１００とスクリーン版２０１Ａとの間に搬送され、当該一枚目のシートにスクリーン版２０１Ａの版面に形成された小孔からスキージ２２１によって押し出されたインキが転写される。
ステップＳ９で印刷が開始されていなければ（ＮＯ）、ステップＳ９の処理を繰り返す。
以上により、印刷開始時におけるスキージ２２１の制御を実施する。

なお、本実施例においては支承部材２０２、スクリーン用ブラケット２０３及びサブフレーム２０４がスクリーン胴装置を構成し、スクリーン胴着脱モータ２０９Ａがスクリーン胴着脱手段を構成し、スキージ着脱モータ２２４Ａがスキージ着脱手段を構成し、超音波センサ２３０が膜厚検知手段を構成する。

以上に示した本実施例に係るロータリースクリーン印刷機によれば、一枚目のシートの印刷開始前にスクリーン版２０１Ａに形成されたインキ膜の膜厚を測定し、測定したインキ膜の膜厚に応じてスキージ２２１がインキ膜に接触せず且つスキージ２２１がインキ膜に可能な限り近い位置を待機位置として求め、求めた待機位置にスキージ２２１を移動させて、一枚目のシートを印刷するときにスキージ２２１を待機位置から印刷位置に移動させるようにしたため、図９に示すように切欠範囲ａ内でのスキージ２２１の移動速度を可能な限り低速としてスキージ２２１を決められた単位時間当たりでゆっくりとスクリーン版２０１Ａに接触させることができ、スキージ２２１がスクリーン版２０１Ａの内周面に接触するときの衝撃荷重が低減され、スキージ２２１がスクリーン版２０１Ａの内周面に接触したときのインキの飛び散りが抑制されて印刷不良の発生を防止することができるとともに、スクリーン版２０１Ａに与える負荷を低減してスクリーン版２０１Ａの長寿命化を図ることができる。

なお、本実施例では膜厚検知手段として超音波センサ２３０を用いる例を示したが、スクリーン版２０１Ａに形成されたインキ膜の膜厚を測定することができれば光電式のセンサ等を用いてもよい。
また、微小間隔αとしては、スキージ２２１がインキ膜に触れない距離であって、且つスキージ２２１がスクリーン版２０１Ａに接触したときに、インキの飛び散りが発生せずスクリーン版２０１Ａに負荷を与えない距離であればよい。ただし、本実施例のように、微小間隔αを、スキージ２２１がインキ膜に触れない距離であって且つ可能な限りスクリーン版２０１Ａに近い距離とすれば最適である。
また、本実施例ではスキージ２２１を、スクリーン胴２０１を支持するサブフレーム２０４に揺動自在に支持された支持板２２３を介して支持する例を示したが、スクリーン胴２０１とスキージ２２１とはそれぞれ独立してフレーム１０１に支持される構造であってもよい。この場合、制御装置３００は、図７に示し上述したステップＳ８でスキージ２２１をスキージ待機位置に位置付ける際に、スキージ２２１がスクリーン版２０１Ａに接触しないように、スクリーン胴２０１を圧胴１００に近接した位置まで近づけるようにすればよい。

本発明は、ロータリースクリーン印刷機に適用して好適なものである。

１００圧胴
１００ａ切欠き部
１０１機械フレーム
１０２くわえ装置
２０１スクリーン胴
２０１Ａスクリーン版
２０１Ｂエンドリング
２０２支承部材
２０２ａ支承部材のギア
２０３スクリーン用ブラケット
２０３ａスクリーン支持部
２０３ｂ回転軸支持部
２０４サブフレーム
２０４ａ第一の連結用ブラケット
２０４ｂ第二の連結用ブラケット
２０４ｃ第三の連結用ブラケット
２０４ｄ第四の連結用ブラケット
２０４ｅ第五の連結用ブラケット
２０５回転軸
２０５ａ回転軸のギア
２０６中間ギア
２０７スクリーン胴駆動モータ
２０７ａ駆動用モータのギア
２０８ピン
２０９Ａスクリーン胴着脱モータ
２０９Ｂねじ軸
２０９Ｃナット部材
２１０ピン
２１１スクリーン胴着脱モータ支持部材
２２１スキージ
２２１Ａブレード
２２１Ｂスキージバー
２２２スキージ支持部材
２２３支持板
２２３ａ当接面
２２４Ａスキージ着脱モータ
２２４Ｂねじ軸
２２４Ｃナット部材
２２５，２２６，２２７，２２８ピン
２２９センサ支持部材
２３０超音波センサ
２３１ボルト
２３２本機エンコーダー
２３３シート搬送検知器
２３４スキージ着脱モータ・エンコーダー
３００制御装置

Claims

スクリーン版を円筒状に形成してなるスクリーン胴と、
前記スクリーン胴の内部に保持されたスキージと、
前記スキージを移動自在に保持するスキージ装置を介して、前記スキージを前記スクリーン版の内周面に対して接触離反移動させるスキージ着脱手段と
を備えるロータリースクリーン印刷機において、
前記スクリーン版に形成されているインキ膜の膜厚を検知する膜厚検知手段と、
前記膜厚検知手段によって検知したインキ膜の膜厚に基づいてインキ膜の表面から微小間隔離間した位置を前記スキージの待機位置として求め、前記スキージが前記スクリーン版から離れたスキージ脱位置に位置付けられた状態から前記スクリーン版に接触する印刷位置へと位置付けられる前に前記待機位置に位置付けられるように前記スキージ着脱手段を制御する制御装置と
を備えることを特徴とするロータリースクリーン印刷機。