JP5160794B2 - 液体供給を制御する装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提項に記載された、液体供給を制御する、たとえば印刷機においてインキまたは湿し水の供給を制御する装置に関する。

さらに本発明は、請求項１５の前提項に記載された、液体供給を制御する方法も対象としている。

たとえばインキ出しローラや水元ローラ等の供給ユニットから、たとえばインキ装置ローラや湿し装置ローラ等の後続するユニットへと、印刷プロセスで液体を転移するために、特に、たとえばオフセット印刷でインキや湿し水などの平板印刷用の液体を転移するために、さまざまな装置や方法が従来技術から知られている。ここで断っておくと、印刷インキは、たとえそれが多かれ少なかれペーストとしての特性を有している場合であっても、以下においては液体と呼び解釈する。

このような液体の供給量は、たとえばローラ表面等の後続するユニット上に生成される液体の膜厚を印刷ジョブに応じて変えられるようにするために、通常制御可能である。

特許文献１によって、冒頭に述べた種類に属する装置が公知である。高い機械速度で運転されている印刷機でこの従来技術の装置を使用すると、装置のすべてのローラおよび胴も高い速度で回転する。それによって、装置のインキ備蓄部に気泡や泡が発生し、このことは、ひいては印刷品質を低下させる。しかも、高い印刷速度の結果として印刷インキの流体力学上の力が生じ、この力が装置の予備調量装置に作用して、調量精度を低下させる。
ドイツ特許出願公開明細書１０２００４００５５７８Ａ１（米国特許出願公開明細書６，７８９，４７８Ｂ１）

したがって、本発明の目的は、より正確な液体調量が可能である、冒頭に述べた種類の装置および方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、高い印刷品質を実現可能である、冒頭に述べた種類の装置および方法を提供することにある。

これらの目的は、請求項１の特徴を備える装置によって達成され、また、請求項１５の特徴を備える方法によって達成される。

液体の転移される量を制御する本発明の装置は、第１の液体転移区域を円周に備える第１の回転装置と、第２の液体転移区域を円周に備える第２の回転装置と、第１および第２の液体転移区域の間で位相調整をするための制御装置とを含んでおり、制御装置は第１の回転装置の回転を周期的に加速および減速させるように構成されていることを特徴としている。

このような本発明の装置は、たとえば枚葉紙オフセット印刷機やウェブオフセット印刷機等の被印刷体処理機械のインキ装置または湿し装置で使用するのが好ましい。この場合、本発明の装置は、特に印刷インキや湿し水の制御可能な転移の働きをする。

ここでは、「転移」という用語の代わりに、「供給」という用語も使うこともできる。先行するユニットから後続するユニットへの液体の転移は、結局、後続するユニットへの液体の供給と同じことだからである。

第１および第２の液体転移区域の間の位相調整が可能なことによって、液体を正確に、かつ高い一定性で転移させることができる。重なり円弧長（Ueberdeckungsbogenlange）の領域でしか、液体の転移が起こらないため、たとえばローラ等の第１および第２の装置の重なり円弧長を、簡単なやり方で正確に制御することができるからである。

相対的な位相位置の調整はプリセット中、または、転移される液体量を修正するために本刷り中に行うこともできる。

第１の回転装置は特に、円周方向に第１の液体転移区域から離れて配置された第１の非転移区域を含んでおり、第２の回転装置は特に、円周方向に第２の液体転移区域から離れて配置された第２の非転移区域を含んでいる。

すなわち、液体が第１の液体転移区域から第２の非転移区域の領域へ移ろうとしても、その液体は第２の回転装置によって受けとられず、転移されない。

第１の液体転移区域および第１の非転移区域は特に、第２の液体転移区域および第２の非転移区域と同じ円周長、すなわち円弧長を有している。

第１および／または第２の液体転移区域は特に、レリーフ状に隆起しており、および／または第１および／または第２の非転移区域は特にレリーフ状に窪んでいる。特に、液体転移区域と液体非転移区域との間に少なくとも１つの高さ差が設けられる。

窪みを設けることによって、有利なことに、第１および／または第２の非転移区域の非転移機能を効果的、かつ簡単に実現できる。第１および／または第２の非転移区域の窪みは、第１および／または第２の液体転移区域上の液体膜の厚さよりも深くてよく、特に該厚さの数倍である。

第１および／または第２の液体転移区域は特に、湾曲した長方形をなしているか、または螺旋切片状（schraubenabschnittformig）に形成されている。

第１または第２の液体転移区域は特に、たとえば天然ゴム素材や合成ゴム素材等の弾性変形可能な材料でできており、それに対して、これと協働する区域の液体転移区域は、たとえば金属、プラスチック、セラミック等の剛性の高い材料でできている。

第１の液体非転移区域および／または第２の液体非転移区域は、弾性変形可能な材料に設けられた切欠きによって構成されていてよい。

さらに、第１の液体非転移区域および／または第２の液体非転移区域は、実質的に形状安定的な材料に設けられた切欠きによって形成されていてよい。

第１の液体転移区域は、インキを受け取る親油性の表面を有していてよい。第１の非転移区域は、液体をはじく液体反発性の表面を有していてよく、疎油性の表面は疎油性および／または親水性である。

第１の回転装置と第２の回転装置の間には、たとえば回転装置が回転するたびに繰り返し生ずる周期的な間隙が形成されていてよい。この間隙は、たとえば第１の液体転移区域と第２の非転移区域との間に配置されていてよい。

第１および／または第２の回転装置は特にローラまたは胴として構成され、すなわち、第１および第２の胴が設けられていてよく、この場合第１の胴は第１の直径を有しており、第２の胴は第２の直径を有している。両方の直径の比率は整数であり、たとえば１または２である。第１の胴と第２の胴は特に、実質的に等しい直径を有しているか、または実質的に整数倍の直径を有している。

第１の回転装置へ均等な膜厚で液体転移をするために、特にスクリーンローラやアニロックスローラ等のローラとチャンバ型ドクター（Kammerrakel）とで構成されているシステム、または、ローラと噴霧装置で構成されているシステム、またはゾーン式ブレード（Zonenmesser）を備える液体容器とローラで構成されているシステム、または液体噴射システム、特にインクジェットシステムが設けられていてよい。

液体は、印刷インキ、湿し水、またはニスであってよい。

本発明は、円周方向に第１のインキ転移区域をもつ第１の回転装置と、第２のインキ転移区域をもつ第２の回転装置と、第１および第２のインキ転移区域の間の位相位置を調整する制御装置とを備える、供給されるインキ量を制御するインキ装置も含み、このインキ装置は、制御装置が第１の回転装置の回転を周期的に加速および減速させるように構成されていることを特徴としている。

供給される湿し水量を制御するための本発明の湿し装置は、円周方向に第１の湿し水転移区域をもつ第１の回転装置と、第２の湿し水転移区域をもつ第２の回転装置と、第１と第２の湿し水転移区域の間の位相位置を調整する制御装置とを含んでおり、制御装置が第１の回転装置の回転を周期的に加速および減速させるように構成されていることを特徴としている。

本発明による被印刷体処理機械は、上に説明した特徴を備える、液体量の転移を制御する装置を含んでいる。

供給される液体量を制御する本発明の方法は、円周方向に第１の液体転移区域を備える第１の回転装置に液体が供給され、該液体の少なくとも一部が、円周方向に第２の液体転移区域を備える第２の回転装置へ転移され、転移される割合は第１と第２の液体転移区域の間の位相位置の調整によって制御され、第１の回転装置の回転は周期的に加速および減速されることを意図している。この場合、第１および第２の液体転移区域の間の重なり円弧長を調整することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、回転装置が胴として構成された、本発明によるインキ供給装置の好ましい実施形態を示している。

供給ローラ２０が方向Ｄ１に回転し、その際に、インキ備蓄部１０からインキを受けとる。インキ備蓄部１０は、たとえばドクター等の予備調量装置１２を有していてよい。このようにして、供給ローラ２０の外側円周表面２４に、予備調量された均等なインキ膜が塗布される。インキ備蓄部１０は、本例では、連続するドクター１２を備えたインキつぼとして構成されているが、アニロックスローラもしくはアニロックス式インキ装置、噴霧装置を備えるローラ、ゾーン式ドクターを備えるインキつぼシステム、インクジェットシステム、または、予備調量された膜２２を供給するその他の装置であってもよい。

インキ供給装置はさらに、この好ましい実施形態では、円周方向に見てインキ転移区域３２と非転移区域３４とを備え、方向Ｄ２に回転してインキを転移する胴３０として構成された第１の回転装置を含んでいる。図示した実施形態では、インキ転移区域３２は、たとえば金属胴体の上のゴム被覆として形成された、半径方向に突出する変形可能な区域である。このようなゴム外面は良好なインキ転移を可能にする。

非転移区域３４は、単に、半径方向に突出するゴム被覆で覆われていない金属胴体の区域として構成されていてよく、したがって、胴３０の、大きい直径を有しているインキ転移区域３２に対して半径方向に窪んでいる。あるいは、全体にゴム被覆された金属胴の円周区域を除去することによって、非転移区域３４を形成することもできる。こうした窪みによって、供給ローラ２０は非転移区域３４にインキを転移せず、それに対して、インキ転移区域３２の上にはインキ分裂（Farbspaltung）によってインキ膜３５ができる。

インキ転移円周区域４２と非転移円周区域４４とを備える第２のインキ転移胴４０がインキ転移胴３０と協働する。インキ転移区域４２は特に、硬質な、すなわち実質的に変形可能でない、インキ転移をする被覆、たとえば金属、プラスチック、セラミック等でできており、胴体に対して半径方向に突出している。

非転移区域４４は、単に、半径方向に突出する硬質な被覆で覆われていない区域で構成されていてよく、このようにして、大きい直径をもつインキ転移区域４２によって定まる表面に対して、半径方向に窪んでいる。あるいは、セラミック、金属、プラスチック等で被覆された胴の円周区域を除去することによって、非転移区域４４を構成することもできる。

図１と図２に仮想線で図示する、胴３０から胴４０へのインキの転移を行うために、インキ転移区域３２および４２の円周方向に延びる少なくとも１つの部分が協働し、インキは区域３２の比較的軟質な表面から、区域４２の比較的硬質な表面へとインキ分裂によって転移される。

胴３０のインキ転移区域３２と、胴４０のインキ転移区域４２は、互いに位相ずれさせることができ、すなわち、互いに接触する区域３２，４２の円周領域を調整可能である。

胴３０および４０は特に、同じ直径を有している。

つまりこのようにして、両胴３０，４０の間に位相差がなく、区域３２，４２の円周長が互いに正確に一致している状態（完全なインキ転移）と、本例では９０°の位相ずれがある、区域３２，４２の外側表面が互いにまったく接触していない状態（インキ転移なし）との間で、接触領域をいろいろと変えることができる。区域４２が区域３４に出会うと、インキはローラ３０からローラ４０へ転移されない。

各胴３０，４０は、胴円周の半分を覆うただ１つのインキ転移区域しか有していないので、完全な接触を実現するためには１８０°の位相ずれが必要である。

つまり図１は位相ずれがない状態を示しており、このとき胴４０は方向Ｄ３に運動し、区域４２は、その円周長全体に沿って胴３０の区域３２と協働する。このようにして、区域３２から区域４２へインキが転移される。胴４０は、たとえばインキをさらに転移させるためにゴム表面を有する、方向Ｄ４に回転するインキ装置ローラ５０と協働する。

図示しているように、区域４２へ完全な転移がなされた後にも、若干のインキ３７が区域３２の上に残る。区域４２はインキ膜４７を受けとり、これを部分的にインキ膜５７としてローラ５０へ転移させる。インキ装置ローラ５０は、たとえば版胴等の画像担体と接触する、さらに別のインキ装置ローラ５９と協働することができる。

予備調量装置１２の調量間隙と、供給ローラ２０と胴３０の共通の接触点との間のなす角度αは約９０°であってよく、このことは、接触点に引き起こされる始動時の障害（Anlaufstoerung）が、調量間隙で生成されるインキ層厚に及ぼす影響を最小限に抑えるという意味で好ましい。さらに、供給ローラ２０および胴３０，４０の回転軸５１，５２，５３は、図面に示した例とは異なり、１本の直線上に位置していてもよく、それによって、胴３０の加速と減速にとって有利な、同じ長さの時間を利用することができる。

図２は、胴４０の区域４２と胴３０の区域３２との間に４５°の位相ずれがある場合の、図１と同じ実施形態を示している。このような位相ずれがあると、図１に示す位相ずれのない状態の半分の量のインキしか、区域３２から区域４２へ転移されない。図からわかるように、区域３２の上には部分的に厚いインキ膜３９が残る。区域３２は、その個所では接触区域４２と接触しないからである。位相ずれを制御によって変更することによって、非常に正確なインキ転移、すなわち区域３２から区域４２へ転移されるインキ量の制御を実現することができる。それによって、インキ装置全体によって画像担体へ転移されるインキ量を、正確に調量することができる。

図示している隆起した区域３２，４２の代わりに、回転装置３０，４０は、同じ直径で、連続する親油性と疎油性の外面を有していてもよい。

表面特性（親油性、疎油性）によってインキ供給を行うことは、装置３０，４０をいっそう簡単に洗浄できるという利点がある。

図２に示すように、第１の胴３０は電動モータ５４によって回転駆動され、このモータ５４は電子制御装置５５によって制御される。制御装置５５は、モータ５４、したがって第１の胴３０が周期的に加速および減速されるように、モータ５４を制御する。

第１の胴３０がこのように不規則な回転運動をしている間、供給ローラ２０と第２の胴４０はそれぞれ均一な速度で回転しており、第２の胴４０は機械速度で回転し、供給ローラ２０は、機械速度をかなり下回る速度で回転する。供給ローラ２０の特別に低い回転数は、印刷インキである転移される液体のレオロジー特性への依存性を下げるという意味で有利である。さらに、このような低い回転数は、気泡や泡を生じさせるこの印刷インキへの空気混入を防ぐという意味で、および、予備調量装置１２に作用してその調量精度を低下させる流体力学上の力を減らすという意味で好ましい。

第２の胴４０は、モータ５４とは異なり、かつ印刷機の主駆動装置であってよい電動モータによって駆動される。供給ローラ２０は、モータ５４とは異なる、同じく印刷機の前述した主駆動装置であってよく、あるいはこれに代えて分離型駆動装置であってよい電動モータによって駆動される。

制御装置５５では、第１の胴３０のいわゆる回転数（Tourigkeit）を予備選択可能であり、すなわち、印刷機の版胴が何回転するごとに第１の胴３０が完全な１回転をするかを、制御装置５５で設定することができる。たとえば、版胴が１回転するたびに、または２回転するたびに（１／２回転）、あるいは３回転するたびに（１／３回転）、第１の胴３０が１回転するように設定を選択することができる。このように、そのつどの印刷ジョブに適した、第１の胴３０の回転数を選択することで、転移される液体の量を印刷ジョブに合わせることが可能になるという利点がある。たとえばインキの必要量が比較的多い印刷ジョブには１／２回転を選択し、インキの必要量がこれよりも少ない印刷ジョブには１／３回転を選択することができる。

印刷動作の進行中にモータ５４が第１の胴３０を周期的に加速、減速させる基準となる速度プロファイルは、インキ転移区域３２が、それが供給ローラ２０と接触している間に少なくとも近似的に、特に正確に、供給ローラの円周表面速度を有するように選択される。図面では、インキ転移区域３２は、それが供給ローラ２０との接触に相当する回転位置にあるときに、連続する実線で示されている。

インキ転移区域３２が供給ローラ２０から印刷インキを受けとった後、第１の胴３０は機械速度まで加速され、その結果、インキ転移区域３２は、これに続く、第２の胴４０のインキ転移区域４２との接触中に、少なくとも近似的に、特に正確に、第２の胴４０のインキ転移区域４２の円周表面速度で回転するようになる。図１と図２では、相互に転動接触している区域３２，４２が鎖線の仮想線で示されている。

第１の胴３０のインキ転移区域３２が印刷インキを第２の胴４０に転移させ後、第１の胴３０は、第１の胴３０があらためてインキを受け取ってしている間に第１の胴３０のインキ転移区域３２と供給ローラ２０との間でスリップが生じないか、少なくともほとんど生じない速度に再び達するまで、再び減速される。

このような加速段階と減速段階が、たとえば制御装置５５で進行する制御プログラムの命令という形態で第１の胴３０の予め選択される回転数に応じて、周期的に繰り返される。

それぞれの回転装置が互いに位相ずれしていない、本発明によるインキ装置の実施形態を示す図である。 それぞれの回転装置の間に４５°の位相ずれがあるときの、図１に示す実施形態である。

符号の説明

１０ インキ備蓄部
１２ 予備調量装置
２０ 供給ローラ
２２ 予備調量されたインキ膜
２４ 円周表面
３０ 第１のインキ転移胴
３２ インキ転移区域
３４ 非転移区域
３５ インキ膜
３７ インキ
３９ 比較的厚いインキ膜
４０ 第２のインキ転移胴
４２ インキ転移区域
４４ 非転移区域
４７ インキ膜
５０ インキ装置ローラ
５１ 回転軸
５２ 回転軸
５３ 回転軸
５４ モータ
５５ 制御装置
５７ インキ膜
５９ ローラ
Ｄ１ 回転方向
Ｄ２ 回転方向
Ｄ３ 回転方向
Ｄ４ 回転方向
α 角度

Claims (18)

1. 円周方向に第１の液体転移区域（３２）を有する第１の回転装置（３０）と、円周方向に第２の液体転移区域（４２）を有する第２の回転装置（４０）と、前記第１の液体転移区域（３２）および前記第２の液体転移区域（４２）の間の位相位置を調整するための制御装置（５５）とを含む、液体の転移される量を制御する装置において、
   前記制御装置（５５）は前記第１の回転装置（３０）の回転を周期的に加速および減速するように構成され、前記第１の回転装置（３０）が前記第２の回転装置（４０）に対して後置され、供給ローラ（２０）に対して前置され、前記第２の回転装置（４０）は機械速度で回転し、前記供給ローラ（２０）は、前記機械速度をかなり下回る速度で回転し、前記供給ローラ（２０）の回転軸（５１）と、前記第１の回転装置（３０）の回転軸（５２）と、前記第２の回転装置（４０）の回転軸（５３）とが１本の直線上に位置していることを特徴とする、液体の転移される量を制御する装置。
2. 前記第１の回転装置（３０）は円周方向に前記第１の液体転移区域（３２）に続く第１の液体非転移区域（３４）を有しており、第２の回転装置（４０）は円周方向に前記第２の液体転移区域（４２）に続く第２の液体非転移区域（４４）を有している、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１および第２の前記液体転移区域（３２，４２）並びに前記第１および第２の前記液体非転移区域（３４，４４）はそれぞれ同じ円弧長を有している、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１の液体転移区域（３２）および／または前記第２の液体転移区域（４２）は弾性変形可能な材料、特にゴムまたはゴム状の材料で構成されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
5. 前記第１の液体非転移区域（３４）および／または前記第２の液体非転移区域（４４）は弾性変形可能な材料に設けられた切欠きで構成されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記第１の液体転移区域（３２）および／または前記第２の液体転移区域（４２）は実質的に形状安定的な材料、特に金属、プラスチック、またはセラミックで構成されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
7. 前記第１の液体非転移区域（３４）および／または前記第２の液体非転移区域（４４）は実質的に形状安定的な材料に設けられた切欠きで構成されている、請求項６に記載の装置。
8. 前記第１の液体転移区域（３２）および／または前記第２の液体転移区域（４２）は液体を受け取る、特に親油性の表面を有しており、前記第１の液体非転移区域（３４）および／または前記第２の液体非転移区域（４４）は液体を受け取らない、または液体をはじく、特に疎油性または親水性の表面を有している、請求項２から７までのいずれか１項に記載の装置。
9. 前記第１の回転装置（３０）は前記第２の回転装置（４０）とともに転移間隙を形成し、特に、前記第１の液体転移区域は前記第２の液体転移区域とともに周期的な転移間隙を形成する、請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
10. 前記第１の回転装置（３０）および／または前記第２の回転装置（４０）はローラまたは胴として構成されている、請求項１から９までのいずれか１項に記載の装置。
11. 印刷インキ、湿し水、またはニスの転移される量を制御する装置として設計されている、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。
12. インキ装置において、
    請求項１から１１までのいずれか１項に記載された、インキ量の転移を制御する装置を備えていることを特徴とするインキ装置。
13. 湿し装置において、
    請求項１から１１までのいずれか１項に記載された、湿し水量の転移を制御する装置を備えていることを特徴とするインキ装置。
14. 被印刷体処理機械において、
    請求項１から１１までのいずれか１項に記載された、液体量の転移を制御する装置を備えていることを特徴とするインキ装置。
15. 円周方向に第１の液体転移区域（３２）を有する第１の回転装置（３０）に液体を塗布するステップと、円周方向に第２の液体転移区域（４２）を有する第２の回転装置（４０）へ前記液体の少なくとも１つの割合を転移するステップと、前記第１の液体転移区域（３２）および前記第２の液体転移区域（４２）の間の位相位置の調整によって前記割合を制御するステップとを有する、液体の転移される量を制御する方法において、
    前記第１の回転装置（３０）の回転を周期的に加速および減速し、前記第１の回転装置（３０）が前記第２の回転装置（４０）に対して後置され、供給ローラ（２０）に対して前置され、前記第２の回転装置（４０）は機械速度で回転し、前記供給ローラ（２０）は、前記機械速度をかなり下回る速度で回転し、前記供給ローラ（２０）の回転軸（５１）と、前記第１の回転装置（３０）の回転軸（５２）と、前記第２の回転装置（４０）の回転軸（５３）とが１本の直線上に位置していることを特徴とする、液体の転移される量を制御する方法。
16. 前記第１の液体転移区域（３２）と前記第２の液体転移区域（４２）の重なり円弧長を調整する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記供給ローラ（２０）に膜（２２）を塗布する予備調量装置（１２）を有し、前記予備調量装置（１２）の調量間隙と、前記供給ローラ（２０）と前記第１の回転装置（３０）の共通の接触点と、の間で約９０°の角度（α）をなしている、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の装置。
18. 前記供給ローラ（２０）に膜（２２）を塗布する予備調量装置（１２）を有し、前記予備調量装置（１２）の調量間隙と、前記供給ローラ（２０）と前記第１の回転装置（３０）の共通の接触点と、の間で約９０°の角度（α）をなしている、請求項１５または１６に記載の方法。

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