(57)【要約】【課題】洗浄プロセスを短縮することができ、許容できる範囲の電気接続負荷を有する洗浄装置を提供する。【解決手段】汚れやインキ等を表面から取り除くための洗浄布１０を備えている洗浄装置が、洗浄プロセスを補助するための超音波装置を有している。洗浄装置は、１つまたは複数の超音波発生器２４，３４，４４，５４，１２４と、それぞれ振動する平坦な金属体２３，３３，４３，５３，１２３の形態である１つまたは複数の共振子とを有しており、この共振子から、洗浄すべき表面の実質的に直線状の領域へ音響エネルギーが付与される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚れやインキ等を表面から取り除くための洗浄布（１０）と、洗浄プロセスを補助するための超音波装置とを有する洗浄装置において、
前記洗浄装置は、１つまたは複数の超音波発生器（２４，３４，４４，５４，１２４）と、それぞれ振動する平坦な金属体（２３，３３，４３，５３，１２３）の形態である１つまたは複数の共振子とを有しており、該共振子から、洗浄すべき表面の実質的に直線状の領域へ音響エネルギーが付与される
ことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記超音波装置は個別の複数の共振子を含んでおり、前記共振子（２３，３３，４３，５３，１２３）は特に１つの直線に沿って配置されている、請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
１つまたは複数の振動する前記金属体（２３，３３，４３，５３，１２３）はそれぞれ、特に特殊鋼、チタン、またはアルミニウムからなる実質的に長方形の薄板部材で構成されている、請求項１または２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記金属体は、超音波領域の固有の形態で、実質的に前記金属体（２３，３３，４３，５３，１２３）の長さ全体にわたって延びる、すなわち長さ全体にわたって生じる振動を行うように励起可能である、請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記金属体の一方または両方の長手方向端部（２３ａ，２３ｂ）は曲げられ、または丸くされており、および／または、前記金属体には、前記金属体に沿って延びる１つまたは複数の凹部（２９ａ，２９ｂ）が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
振動する前記金属体の励起される固有周波数は２０ｋＨｚよりも大きい、請求項１から５のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
隣接する振動モードから可能な限り遠く離れている、前記金属体の固有の形態の振動が励起される、請求項４から６のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記金属体は、厚さが約２ｍｍで幅が３５ｍｍの特殊鋼薄板帯材（１２３）からなり、振動の固有周波数は特に３５ｋＨｚから３７ｋＨｚまでの間である、請求項４から６のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記金属体は、厚さが約８ｍｍで幅が３２ｍｍのチタン薄板（１２３）からなり、振動の固有周波数は特に４０ｋＨｚから４３ｋＨｚまでの間である、請求項４から６までのいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記洗浄すべき表面は円筒状であり、１つまたは複数の前記金属体（２３）は、長手方向の側部（２３ａ，２３ｂ）が胴（ＧＴ）の軸と平行に延びるとともに、１つまたは複数の振動子（２４，１２４）によって励起され、その振動方向は、前記洗浄布（１０）と接するラインにおいて前記胴（ＧＴＺ）の表面法線に対して特に１０°から７０°の間の角度だけ傾いている、請求項１から９のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記金属体（２３）は前記超音波発生器の一部分（１３ａ）と溶接、ねじ止め、および／または接着されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
前記金属体（２３）と前記超音波発生器の前記一部分（１３ａ）とは、１つの材料から作られている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１３】
前記共振子（２３，３３，４３，５２）の各々が、１つの前記超音波発生器（２４，３４，４４，５４）と接続されており、前記共振子は共通の共振増幅器（３０）から交流電圧を供給される、請求項２から１２のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１４】
前記共振子（２３，３３，４３，５２）の各々が１つの前記超音波発生器（２４，３４，４４，５４）と接続されており、各々の前記共振子は専用の共振増幅器から、またはマルチチャネルの共振増幅器の専用のチャネルから交流電圧を供給される、請求項２から１２のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【請求項１５】
印刷機で胴（ＧＴＺ）の上に張り渡されたゴムブランケット（ＧＴ）を洗浄するために用いられる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄布と、洗浄プロセスを補助するための超音波装置とを有する、特に印刷機内の胴のための洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような種類の洗浄装置は、たとえば特許文献１から公知である。特許文献１では、洗浄プロセスを補助するために、オフセット印刷機のブランケット胴に張り渡されたゴムブランケットの表面から汚れやインキなどを容易に除去するのに役立つ超音波発生源が設けられている。さらに特許文献２には、デジタル印刷機のためのブランケット洗浄装置が記載されている。特許文献２では、印刷画像を担持する胴の洗浄のために、胴の表面に当接する液体がしみこんだ洗浄ベルトに超音波アクチュエータを作用させることができる。さらに特許文献３には、超音波発生器を有しているが洗浄布は有していない、オフセット印刷機のブランケット胴のための洗浄装置が記載されている。特許文献３では、はがされた汚れの粒子がゴムリップによって胴の表面から掻き落とされる。
【０００３】
特許文献４には、ゴム表面と直接的に機械的に接触する、超音波領域で振動する洗浄ブレードを用いることが記載されている。このような種類の装置では、ブレードの手前でゴムブランケットに噴射される洗浄液が印刷機の中に入り、そこで腐食などによる不具合を引き起こすおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０３／０１１５９９号パンフレット
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１００６３９８７Ａ１号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第１９７３２０６０号明細書
【特許文献４】特開平１１−７０６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブランケット胴のインキが着いたブランケットがジョブ変更時に洗浄される、オフセット印刷機で従来使用されているいわゆるブランケット洗浄装置は、通常、洗浄プロセスを補助するための超音波発生源を有していない。このような補助がなくても洗浄時間は約２分であり、ゴムブランケットは、胴が１０回ほど回転するあいだにきれいに洗浄される。それにもかかわらず、迅速なジョブ変更のために、洗浄時間をさらに短くしたいという要求がある。しかしこれは、従来技術に記載されている超音波洗浄装置では不可能である。その実現を阻んでいるのは、提案されている装置の必要とする出力が大きすぎることである。それは、ゴムブランケットの表面に１回付与することによって超音波洗浄作用を実現するためには、インキが着いたゴムブランケットの表面に、通常は材料加工でしか知られておらず例えば溶接用のソノトロードによって実現できるような非常に高密度の超音波出力が必要だからである。従来の安価な音響生成器は、必要な超音波出力を提供することができない。それは電気出力を有効な音響出力に変換する効率が低いため、それ自体が非常に強く発熱してしまい、このことは、音響発生源の破損につながりかねない。そのため、超音波の補助によってゴムブランケット洗浄装置の洗浄能力を向上させるための従来の提案は、広く普及するには至っていない。
【０００６】
本発明の目的は、洗浄プロセスを明らかに短縮することができ、許容できる範囲の電気接続負荷を有する洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的は、請求項１の特徴部に記載された特徴によって達成される。
【０００８】
本発明によると、１つまたは複数の超音波発生器により発生される音響エネルギーが、振動する平坦な金属体の形態の共振子によって、洗浄すべき表面の実質的に直線状の領域に付与される。そのために、周波数が２０ｋＨｚより大きい超音波領域において固有の形態（Eigenform）で振動する、たとえば特殊鋼やチタンからなる薄板部材が用いられるのが好ましく、その場合、薄板部材は固有の形態の安定化のために、すなわち、薄板の長さ全体にわたる振動の固有の形態の均一化のために、曲げ部と切削部を備えていてよい。洗浄すべき表面において実質的に直線状の領域で生成される高密度の音響エネルギーが、インキや汚れを表面から引きはがし、それにより、汚れの粒子またはインキ粒子は、表面に当接する湿った洗浄布によって取り去られる。このとき、洗浄布が洗浄動作中に直線状の領域全体にわたって連続的に運動する一方、同時に、洗浄すべき部分が洗浄布の運動の方向へ、またはこれと反対の方向へ、より速い表面速度で運動すると特に好ましい場合がある。
【０００９】
さらに、洗浄すべき表面に洗浄布を押し付けるために、薄板部材の曲げられた、または丸くされた長手方向端部を用いるのが好都合である。そのために薄板部材は、接線において、洗浄すべき部分の表面法線に対して約１０°から７０°の角度範囲で傾いているのが好ましい。
【００１０】
本発明のその他の利点は、添付する図１〜９を参照して行う以下の実施形態の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】オフセット印刷機の印刷ユニットの胴を、胴の軸に対して垂直な平面で示した模式図である。
【図２】本発明のゴムブランケット洗浄装置の押圧部材の第１の実施形態を、胴の軸に対して垂直な断面で詳細に示す図である。
【図３】超音波振動子とクランプフランジと共振子２３とで構成される、完成した構成ユニットを示す斜視図である。
【図４】金属体を振動子の軸の方向から見た図である。
【図５】金属体の断面図である。
【図６】超音波装置を示す図である。
【図７】超音波装置を、図６に直交する方向から見た図である。
【図８】中央部が励起されたときの薄板の振動を示す図である。
【図９】複数の超音波装置を含む洗浄装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、オフセット印刷機の印刷ユニットの胴を、胴の軸に対して垂直な平面で示した模式図である。符号ＰＬＺはいわゆる版胴を示しており、その上には、クランプ溝にある保持部によって、インキ装置ＦＷのローラによりインキ着けされる図示しない版が取り付けられている。版の印刷画像は、胴が回転したときに、図面では下方に示されているブランケット胴ＧＴＺに張り渡されたゴムブランケットＧＴに移される。符号ＰＢは、ブランケット胴ＧＴＺと圧胴ＧＤＺの間に挿通され、その際にゴムブランケットＧＴによりインキで印刷される枚葉紙を示している。
【００１４】
ゴムブランケットを洗浄するために、オフセット印刷機では普通であるように、印刷動作の終了後のジョブ変更のときに矢印Ｐに沿ってブランケット胴ＧＴＺに当接させることができるゴムブランケット洗浄装置ＧＴＷが設けられている。この洗浄装置ＧＴＷは、通常、供給ロール１１ａから１サイクルごとに周期的に繰り出されて第２のロール１１ｂに巻き取られる洗浄布１０を含んでいる。その間に、洗浄布１０は押圧部材１１によって、洗浄すべきゴムブランケットＧＴの表面に押し付けられる。
【００１５】
通常、このようなゴムブランケット洗浄装置は、洗浄すべき胴の表面が、押圧された洗浄布の下を通って回転し、１回転の間に洗浄布は何回かのサイクルで段階的に進行して、洗浄布のインキが着いた帯状の領域が回収ロール１１ｂの方向へさらに繰り返し搬送されるように、作動する。さらに洗浄装置は、洗浄布を作動させるための駆動装置を含み、供給ロール１１ａにすでに洗浄液が含浸されていない場合には、洗浄液を供給するための装置も含んでいる。
【００１６】
図２は、本発明に基づいて改良されたゴムブランケット洗浄装置ＧＴＷの押圧部材１１の第１の実施形態を、胴の軸に対して垂直な断面でより詳細に示している。
【００１７】
図２に示す実施例では、押圧部材１１は、洗浄布１０をゴムブランケットＧＴに押し付ける側に長手方向スリット２２を備えているＵ字型のアルミニウム型材２１で構成されている。型材２１の内部には、図４と図５に示されている構造を備えた長く延びた平坦な金属部品２３があり、この金属部品は、以下にさらに説明するように、好ましいモードで振動させるために超音波振動子２４で励起することができる。超音波振動子２４は２つの円筒状の質量体１３ａおよび１３ｂで構成されており、これらの間には、接触板２５により分離された、両面にそれぞれ金属電極が蒸着された２つの圧電セラミック層１３ｃおよび１３ｄが配置されている。超音波振動子２４の、洗浄布１０の方を向いている下側の部分１３ａは、その下面１４に、永続的に固定するねじ接合によって金属部品２３が中央に取り付けられており、さらに、それに加えて金属部品に接着されている。超音波振動子２４と、超音波振動子２４が押圧部材２１の受け部２７に取り付けられているクランプフランジ２６と、２つのねじによって振動子の前面に取り付けられた「共振子」２３とで構成される、完成した構成ユニットが、図３の斜視図に示されている。金属部品２３そのものは図４および図５に示されており、振動子２４の軸の方向から見た図（図４）として、および断面図（図５）として示されている。この金属部品は厚さ２ミリメートル、幅３５ミリメートル、長さ２００ミリメートルの特殊鋼からなる薄板２３で構成されており、その長手方向側部２３ａおよび２３ｂは、図面から明らかなように曲げられている。さらに、ねじ穴２８ａおよび２８ｂを結ぶ線と対称に、深さ０．５ミリメートル、幅６ミリメートルの２つの切削部２９ａおよび２９ｂが設けられている。長手方向側部２３ａ，２３ｂの曲げ部と切削部２９ａ，２９ｂとにより、共振子として作用する薄板２３の振動の固有の形態は、有効幅全体にわたって、すなわち薄板２３の長さ全体にわたって、可能な限り均等に生じる。薄板２３の寸法と材料を適宜に変えれば、２０ｋＨｚを超える、たとえば約３６ｋＨｚの超音波領域で、隣接するモードに対して十分に長い距離を有する固有の形態が生じることが示されており、それにより、図８に簡略化して概略的に示すように、相応の周波数で中央部が励起されたとき、薄板２３はその周波数で共振して安定的に振動する。洗浄動作のとき、すなわち、洗浄液を含浸している洗浄布１０に薄板が当て付けられており、その洗浄布によってある程度減衰させられるときに、振動のために要する超音波振動子２４の出力は、上述した２０センチメートルの有効幅の場合には約８０ワットである。
【００１８】
図６と図７に示す好ましい実施形態では、薄板１２３はチタンで作られており、３２ｍｍの幅と８ｍｍの厚さを有している。図３〜５に示す実施形態の鋼板とは異なり、この薄板は切削部を有していない。しかし、金属体すなわち薄板の、洗浄布の方を向いている両端のエッジが丸くされている。この薄板１２３は４１ｋＨｚで振動する固有の形態を有している。この実施形態では、チタンのより好ましい材料定数により、隣接する振動モードに対してより大きな距離をおくことができ、したがって、超音波発生器１２４によって励起される振動のより高い安定性を、所望のモードで実現することができる。
【００１９】
図２に示すように、型材２１の丸くされたＵ字型の両脚部が、洗浄布１０をゴムブランケットＧＴの表面に押し付ける。洗浄布を洗浄液で湿すために、型材２１に沿って流入管１５が設けられている。洗浄液により、振動する金属部品２３または１２３から洗浄布１０と接するラインに付与される超音波エネルギーが、ゴムブランケットＧＴの表面へと効果的に導かれ、そこでゴムブランケット表面に付着している汚れや残留インキを、液体中に発生する気泡のキャビテーションに基づいて除去することができる。
【００２０】
当然ながら、ただ１つの金属部品２３に代えて、個別の複数の金属部品およびそれらにそれぞれ付属する超音波振動子を型材２１に配置することも可能である。
【００２１】
製造技術上の理由により、フォーマットの幅と胴の長さがそれぞれ異なる印刷機の型式に備えて、同じ寸法の複数の超音波装置を含む洗浄装置、すなわち、たとえば５２番フォーマット用に２つ、７４番フォーマット用に３つ、１０５番フォーマット用に４つの超音波装置を含む洗浄装置を設けると好都合な場合がある。このようなケースが図９に示されている。この図面では、符号１１０は印刷機のブランケット胴ＧＺの上に引き出された洗浄布を表している。ブランケット胴の表面に張り渡されたゴムブランケットＧＴに洗浄布１１０が押圧される直線状の領域には、図２〜５または図６〜７に示されているような同一種類の超音波装置が４つ並べて配置されている。共振子として作用する特殊鋼板２３，３３，４３，５３の間隔は、約０．３ミリメートルである。それぞれの「共振子」の間の間隔かが狭いと、洗浄結果に悪影響を及ぼすことがなく、つまり、洗浄時に、２回目の洗浄プロセスを行って洗浄装置を移動させること、すなわち「共振子」を重ね合わせることによって取り除かなくてはならないような筋が形成されないことがわかっている。
【００２２】
「共振子」を励起する４つの超音波振動子は、「共振子」の周波数に合わせて調節された共通の共振増幅器３０に接続されている。共振用の薄板２３，３３，４３，５３の固有周波数に製造上生じる小さな差異は、円筒状の質量体１３６（図２，３参照）をわずかに研削または旋削することによって、後から補整することができる。このようにして、超音波発生器２４，３４，４４，５４およびそれに付属する共振用の薄板２３，３３，４３，５３で構成される振動系の固有周波数が同じ値になるように調節される。ただし、このような周波数の調節は、別のやり方で行うこともできる。図示しない別の実施形態では、共振増幅器は、それぞれ独立して周波数を調節できる４つのチャネルを有している。共振増幅器における公知の相応の回路構造によって、共振増幅器の４つのチャネルの、生成される振動の周波数を、４つの共振用の薄板２３，３３，４３，５３の固有周波数に自動的に合わせることができる。
【００２３】
印刷機のブランケット胴ＧＴＺに張り渡されたゴムブランケットＧＴが洗浄される実施形態を参照して、本発明について説明した。しかし、本発明は、他の機械、装置、または設備における円筒状の面の洗浄にも適用可能であるばかりではなく、平坦な面を洗浄するために用いることもできる。その場合、適切な駆動部によって、洗浄装置と洗浄すべき表面との間の相対運動が生じさせられる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  洗浄布
１１  押圧部材
１１ａ  供給ロール
１１ｂ  回収ロール
１３ａ，１３ｂ  円筒状の質量体
１３ｃ，１３ｄ  圧電セラミック層
１４  超音波振動子の下面
１５  流入管
２１  押圧部材
２２  長手方向スリット
２３  金属部品
２３ａ，２３ｂ  金属部品の長手方向側部
２４  超音波発生器
２５  接触板
２６  クランプフランジ
２７  受け部
２８ａ，２８ｂ  ねじ穴
２９ａ，２９ｂ  切削部
３０  共振増幅器
３３，４３，５３  金属体（共振子）
３４，４４，５４  超音波発生器
１１０  洗浄布
１２３  薄板
１２４  超音波発生器
ＦＷ  インキ装置
ＧＤＺ  圧胴
ＧＴ  ゴムブランケット
ＧＴＷ  ゴムブランケット洗浄装置
ＧＴＺ  ブランケット胴
ＰＢ  枚葉紙
ＰＬＺ  版胴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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