JP6685171B2 - シート印刷機械の印刷ユニット - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を備えるシート印刷機械の印刷ユニット及び請求項９の特徴を備えるシート印刷機械に関する。

紙、ボール紙及び厚紙等のシートを少部数で又は個別の印刷モチーフを備えて印刷すべく、デジタル印刷機械を使用することが知られている。シートを印刷すべくインクジェットヘッドを使用する場合、それぞれのシートは、搬送系により最小の間隔を置いてインクジェットヘッドの下を通過させられる。搬送系として、循環する搬送ベルト、例えばサクションベルトとして構成される搬送ベルトや、回転するシリンダ、いわゆるジェッティングシリンダ（Ｊｅｔｔｉｎｇｚｙｌｉｎｄｅｒ）や、例えば下記特許文献１に記載されるような循環するトレイが公知である。

例えば下記特許文献２に記載されるようなシリンダを用いた機械コンセプトでは、ジェッティングシリンダの上方に、複数のインクジェット印刷ヘッドが配置されている。インクジェット印刷ヘッドは、印刷ヘッドに対して小さな間隔を置いて通過せしめたシートを印刷する。ジェッティングシリンダには、複数のシートが同時に吸着され、搬送され得る。高い印刷品質を保証するとともに、印刷ヘッドの損傷を回避するには、それぞれのシートが良好にジェッティングシリンダに載置されていることが重要である。輪転印刷速度を上昇させることによりデジタル印刷機械の出力を向上させることには、インクジェットヘッドの印刷速度による制約がある。また、印刷品質は、印刷すべきシートの速度が上昇するにつれ、低下する。

米国特許第８５７９２８６号明細書 米国特許出願公開第２００９０２８４５６１号明細書

それゆえ本発明の課題は、印刷品質を損ねることなくより高い印刷出力を達成する印刷ユニット及びシート印刷機械を提供することである。

上記課題は、請求項１の特徴を備える印刷ユニット及び請求項９の特徴を備えるシート印刷機械により解決される。

シート印刷機械の本発明に係る印刷ユニットは、印刷すべきシートを保持し、所定の印刷速度で搬送する印刷胴と、搬送方向で見て上流側の渡し胴と、搬送方向で見て下流側の渡し胴とを備える。本発明により、上流側の渡し胴は、シートを機械速度からより低速の印刷速度に減速する装置を有し、かつ下流側の渡し胴は、シートを印刷速度からより高速の機械速度に加速する装置を有する。渡し胴は、ダイレクトに、すなわち直接的に印刷胴の上流側あるいは下流側に配置されている必要はない。印刷胴の横に、やはり低速の印刷速度で動作される別のシリンダ、例えば印刷胴と下流側の渡し胴との間に配置され、印刷されたシートを保持し、これを乾燥させる乾燥胴が設けられていてもよい。

この種の印刷ユニットにより、シートを低速の速度で印刷プロセス中に搬送し、これにより高い印刷品質を保証することが可能である。印刷胴上のシートの減じられた速度を補償するために、印刷胴上のシートの間隔は、減じられる。すなわち、印刷胴上の２つのシート間の間隙は、縮小される。印刷胴が、印刷胴のシート保持領域を互いに分割する通路を有している場合、通路は縮小される。すなわち、印刷胴の周方向での通路の延在長さは短縮される。

印刷出力は、この種の印刷ユニットの場合、つまり有利には、シートが印刷ヘッドの下にないために印刷が行われ得ない印刷ヘッドの不動時間が短縮されることにより向上される。

本発明に係る印刷ユニットの特に有利な、それゆえに好ましい態様において、減速する装置及び加速する装置は、それぞれ、渡し胴に関して略半径方向で移動可能な少なくとも１つのグリッパブリッジを有し、グリッパブリッジは、シートを保持し、引き渡すグリッパを有しており、グリッパブリッジは、機械速度から印刷速度に減速可能であり、印刷速度から機械速度に加速可能である。渡し胴が一定の回転速度で回転している一方、グリッパブリッジの速度変化、ひいてはシートの速度変化は、グリッパブリッジが回転する回転半径が可変であることにより生じる。換言すれば、渡し胴の角速度あるいは回転数は同じまま、グリッパブリッジの接線速度、ひいてはそれぞれのシートの接線速度は変化する。

有利な態様において、減速する装置及び加速する装置は、それぞれ、グリッパブリッジを制御するカム伝動機構を有し、カム伝動機構によりグリッパブリッジは、略半径方向で移動され得る。

この印刷ユニットの一態様において、渡し胴のそれぞれのグリッパブリッジは、例えばグリッパブリッジの端部側に配置される少なくとも１つの揺動機構（Ｄｒｅｈｇｅｌｅｎｋ）、特に４節機構（Ｖｉｅｒｇｅｌｅｎｋ）として構成される揺動機構により、それぞれの渡し胴に支持されている。このような４節機構は、特に頑強であり、グリッパブリッジの略半径方向の移動を実現する。

本発明に係る印刷ユニットの択一的な態様において、減速する装置及び加速する装置は、渡し胴の回転速度を変化させるそれぞれ１つの回転駆動装置を有する。別の態様において、減速する装置及び加速する装置は、それぞれ少なくとも１つの梃を有し、梃は、梃に取り付けられた、シートを保持し、引き渡すグリッパブリッジを有し、渡し胴に対する制御された相対運動を実施する。すなわち、梃の運動により、渡し胴の一定の回転速度に、減速運動あるいは加速運動が合成される。これにより、グリッパにより保持されたシートは、加減速され得る。

本発明に係る印刷ユニットの特に有利な、それゆえに好ましい態様において、印刷胴は、複数のシート保持領域を有し、その結果、複数のシートが同時に印刷胴上で搬送され得る。印刷胴は、特に５つのシート保持領域を有する１／５回転胴（１／５‐ｔｏｕｒｉｇｅｒ Ｚｙｌｉｎｄｅｒ）である。それぞれ２つのシート保持領域間には、シート保持領域を互いに分割する小さな通路が配置されている。

本発明は、上述の印刷ユニットを備えるシート印刷機械にも関する。このシート印刷機械は、デジタル印刷機械、特に印刷胴に対してかつ印刷胴の上方に間隔を置いて配置されたインクジェットヘッドを備えるデジタル印刷機械として構成されていてもよい。

上述の本発明及び本発明の上述の有利な態様は、技術的に有意義であるならば、互いに組み合わされても、本発明の有利な態様を形成する。

本発明のさらなる利点について、かつ本発明の有利な態様の構造的かつ機能的な観点については、従属請求項及び添付の図面を参照しながら行う実施の形態の説明を参照されたい。

本発明について、添付の図面を参照しながらさらに詳細に説明する。互いに対応する要素及び構成部材については、図中、同じ符号を付した。図面は、見易さを優先して、正しい縮尺での図示を断念した。

デジタル印刷機械の概略図である。 デジタル印刷機械の本発明に係る印刷ユニットの概略図である。 図２に示した印刷ユニットの渡し胴の概略図である。 図３に示した渡し胴の要部概略図である。 渡し胴の別の実施の形態の概略図である。

図１は、シート印刷機械１００を示している。シート印刷機械１００は、デジタル印刷機械として構成されている。それぞれのシート１０００は、フィーダ１から搬送方向Ｔで印刷ユニット２を通してデリバリ３に搬送される。その際、それぞれのシート１０００の搬送は、主としてシリンダ、すなわち渡し胴５及び印刷胴１０により実施される。印刷胴１０の上方には、インクジェットヘッド４が配置されている。インクジェットヘッド４は、印刷胴１０により僅かな間隔を置いて通過せしめたシート１０００を印刷する。それゆえ印刷胴１０は、ジェッティングシリンダ（Ｊｅｔｔｉｎｇｚｙｌｉｎｄｅｒ）とも称呼される。

図示の実施の形態において、印刷胴１０は、３つのシート保持領域１１を有している。シート保持領域１１は、それぞれ１つの通路１２により互いに分割されている。

図２は、本発明に係る印刷ユニット２を示している。印刷ユニット２は、上流側に配置される渡し胴５と、印刷胴１０と、下流側に配置される渡し胴５とを有している。渡し胴５は、それぞれ、シート１０００を減速あるいは加速する装置５０を有している。図２には示していない装置５０は、別途、図示してあり、後述する。搬送方向Ｔで搬送されるシート１０００は、上流側の渡し胴５に引き渡される前、機械速度ｖ_Ｍを有している。この速度でシート１０００は、渡し胴５に引き渡され、渡し胴５によってより低速の印刷速度ｖ_Ｄに減速される。このより低速の印刷速度ｖ_Ｄで、それぞれのシート１０００は、その後、印刷胴１０に引き渡され、印刷速度ｖ_Ｄでインクジェットヘッド４の下を通過せしめられ、印刷される。次いで、それぞれのシート１０００は、印刷速度ｖ_Ｄで下流側の渡し胴５に引き渡され、下流側の渡し胴５によって再び機械速度ｖ_Ｍに加速され、高速の機械速度ｖ_Ｍで、場合によっては下流に接続されている乾燥ステーション、ニス引きステーション及び加工ステーションへとさらに搬送される。

減速あるいは加速する装置５０によるそれぞれのシート１０００の速度変更は、渡し胴５が回転しており、グリッパ５２がシート１０００を保持している間に、グリッパブリッジ５１がグリッパ５２とともに半径方向で移動されることにより実施される。例えば、上流側の渡し胴５のグリッパブリッジ５１は、グリッパブリッジの大径の半径ｒ_Ｍから小径の半径ｒ_Ｄに半径方向で移動される。減速する装置５０及びグリッパブリッジ５１は、渡し胴５に取り付けられており、渡し胴５は、一定の回転速度でさらに回転するので、それぞれのシート１０００の接線速度は低下する。その結果、それぞれのシート１０００は、より低速の速度ｖ_Ｄで印刷胴１０に引き渡し可能である。印刷胴１０上では、こうしてより多数のシート１０００が、シート１０００間により僅かな間隔を置いて、例えば３つの代わりに４つ又は４つの代わりに５つのシート保持領域１１にて、搬送され、印刷され得る。同様に、下流側の渡し胴５により印刷胴１０から受け取られたシート１０００は、小径の半径ｒ_Ｄから大径の半径ｒ_Ｍへのグリッパブリッジ５１の半径方向の移動により再び加速される。より低速の印刷速度ｖ_Ｄでのシート１０００の印刷に起因して、より良好な解像度及びより高い品質で印刷可能である。印刷胴１０上でのシート１０００の間隔が減じられていることに基づいて、インクジェットヘッド４のより高い稼働率と、より短い不動時間とが保証されている。

渡し胴５及び減速あるいは加速する装置５０の構成の詳細は、図３に示してある。減速あるいは加速する装置５０の１つの部材は、渡し胴５の幅にわたって延在するグリッパブリッジ５１であり、グリッパブリッジ５１には、グリッパ５２が取り付けられている。それぞれのシート１０００は、グリッパ５２により保持され、このとき、渡し胴５のシート載置領域１３上に載置される。渡し胴５は、駆動装置６により駆動される。駆動装置６は、シート印刷機械１００の駆動装置の歯車列に組み込まれた歯車として構成されていてもよい。図２を参照しながら説明したグリッパブリッジ５１の半径方向の移動は、４節機構５３を用いて、すなわち４節機構５３の連杆５５が変位されることにより実施される。連杆５５は、梃５４により枢設点５６において渡し胴５の基体に支持されている。グリッパブリッジ５１を略半径方向で移動せしめる連杆５５の変位は、カム伝動機構により実施される。連杆５５に取り付けられたカムローラ５７は、渡し胴５の回転中、固定の制御カム５８に沿って移動する。その際、カムローラ５７が永続的に制御カム５８に当接することは、圧縮ばね５９により保証されている。半径方向の作動ｓを実施する４節機構５３の構成は、図４の要図により明りょうに看取可能である。図３から判るように、図３に示した実施の形態において、４節機構５３は、分割されている。４節機構５３の第１の梃５４は、グリッパブリッジ５１の端部の駆動側にも操作側にも配置されている。４節機構５３の第２の梃５４は、中央に配置されている。

図５は、シート１０００を減速あるいは加速する装置５０の別の実施の形態を示している。この場合、それぞれのシート１０００を保持するグリッパ５２を有するグリッパブリッジ５１は、半径方向で移動可能に構成されていない。むしろ、グリッパブリッジ５１は、梃６０に配置されている。梃６０は、旋回可能に渡し胴５の基体に支持されている。一定の回転速度での渡し胴５の回転中、梃６０は、旋回範囲６２内で旋回運動を実施する。これにより、渡し胴５の一定の回転速度φに速度成分ｖが合成され、グリッパブリッジ５１は加速あるいは減速される。その際、梃６０の旋回運動は、カム伝動機構５７，５８により導入される。梃６０には、カムローラ５７が取り付けられており、カムローラ５７は、渡し胴の回転中、固定の制御カム５８上を転動する。

１ フィーダ、 ２ 印刷ユニット、 ３ デリバリ、 ４ インクジェットヘッド、 ５ 渡し胴、 ６ 駆動装置、 １０ 印刷胴（ジェッティングシリンダ）、 １１ シート保持領域、 １２ 通路、 １３ シート載置領域、 ５０ 減速あるいは加速する装置、 ５１ グリッパブリッジ、 ５２ グリッパ、 ５３ ４節機構、 ５４ 梃、 ５５ 連杆、 ５６ 枢設点、 ５７ カムローラ、 ５８ 制御カム、 ５９ 圧縮ばね、 ６０ 梃、 ６１ フレーム固定の制御カム、 ６２ 旋回範囲、 １００ シート印刷機械、 １０００ シート、 Ｔ 搬送方向、 Ｓ 半径方向の作動、 ｒ_Ｍ グリッパブリッジの半径、 ｒ_Ｄ 印刷胴に設けられたグリッパブリッジの半径、 ｖ_Ｍ 機械速度、 ｖ_Ｄ 印刷速度

Claims (11)

1. 印刷胴（１０）と、前記印刷胴（１０）に対して上流側の渡し胴（５）と、前記印刷胴（１０）に対して下流側の渡し胴（５）とを備えるシート印刷機械（１００）の印刷ユニット（２）であって、
   前記上流側の渡し胴（５）は、第１速度（ｖ _Ｍ ）で搬送されてきたシート（１０００）を該第１速度（ｖ_Ｍ）より低速の前記印刷胴（１０）に引き渡す第２速度（ｖ_Ｄ）に減速する装置（５０）を有し、かつ
   前記下流側の渡し胴（５）は、シート（１０００）を第２速度（ｖ_Ｄ）から第１速度（ｖ_Ｍ）に加速する装置（５０）を有する、
   ことを特徴とする、印刷機械の印刷ユニット。
2. 前記減速する装置（５０）及び前記加速する装置（５０）は、それぞれ、略半径方向で移動可能な少なくとも１つのグリッパブリッジ（５１）を有する、請求項１に記載の印刷ユニット。
3. 前記減速する装置（５０）及び前記加速する装置（５０）は、前記グリッパブリッジ（５１）を制御するカム伝動機構（５７，５８）を有する、請求項２に記載の印刷ユニット。
4. それぞれのグリッパブリッジ（５１）は、少なくとも１つの揺動機構（５３）、特に４節機構として構成される揺動機構（５３）により支持されている、請求項２又は３に記載の印刷ユニット。
5. 前記減速する装置（５０）及び前記加速する装置（５０）は、前記渡し胴（５）の回転速度を変化させる回転駆動装置を有する、請求項１に記載の印刷ユニット。
6. 前記減速する装置（５０）及び前記加速する装置（５０）は、梃（６０）を有し、前記梃（６０）は、前記梃（６０）に取り付けられたグリッパブリッジ（５１）を有し、前記渡し胴（５）に対する相対運動を実施する、請求項１に記載の印刷ユニット。
7. 前記印刷胴（１０）は、複数のシート保持領域（１１）を有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の印刷ユニット。
8. 前記印刷胴（１０）は、５つのシート保持領域（１１）を有する回転胴（１０）である、請求項６に記載の印刷ユニット。
9. それぞれ２つのシート保持領域（１１）間に通路（１２）が配置されている、請求項７又は８に記載の印刷ユニット。
10. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の印刷ユニット（２）を備えるシート印刷機械。
11. 前記印刷胴に対して間隔を置いて配置されたインクジェットヘッド（４）を備えるデジタル印刷機械として構成されている、請求項１０に記載のシート印刷機械。

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