(57)【要約】【課題】磨耗劣化が極めて少なく、印刷シリンダへのなじみ良好なドクターブレードとその製造方法を提供する。【解決手段】印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードである。ブレード母材表面に耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層を有し、その突き当て先端部には前記ＤＬＣ膜層と母材露出面とによるシリンダ突き当て面を形成し、あるいはブレード母材のインキ掻き取り側表面に耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層と、当該ハードＤＬＣ膜層より耐摩耗性の低いソフトＤＬＣ膜層とを設けるようにする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードにおいて、ブレード母材表面に耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層を有し、その突き当て先端部には前記ＤＬＣ膜層と母材露出面とによるシリンダ突き当て面を形成してなることを特徴とするドクターブレード。
【請求項２】
印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードにおいて、ブレード母材のインキ掻き取り側表面に耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層と、当該ハードＤＬＣ膜層より耐摩耗性の低いソフトＤＬＣ膜層とを設けて成ることを特徴とするドクターブレード。
【請求項３】
前記ブレード母材とＤＬＣ膜層との境界部には母材とＤＬＣ膜層との接合用中間層を備えてなることを特徴とする請求項１または２に記載のドクターブレード。
【請求項４】
前記ブレード母材は炭素鋼板であることを特徴とする請求項１または２に記載のドクターブレード。
【請求項５】
前記ブレード母材はステンレス鋼板であることを特徴とする請求項１または２に記載のドクターブレード。
【請求項６】
前記ブレード母材は導電性樹脂材であることを特徴とする請求項１または２に記載のドクターブレード。
【請求項７】
印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードの製造方法であって、ブレード母材帯板の片面に当該ブレード母材より耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層を形成する工程と、このＤＬＣ膜層の形成処理に前後して反対面側に母材肉厚を減肉して平行刃付けをなす工程と、刃先先端部を母材とＤＬＣ膜層とが露出するように研磨処理する工程とからなることを特徴とするドクターブレードの製造方法。
【請求項８】
印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードの製造方法であって、ブレード母材帯板の片面を減肉加工して平行刃を形成する工程と、当該平行刃の形成工程に前後して前記印刷シリンダへの当接側の面にブレード母材より耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層とそれよりは耐摩耗性の低いソフトＤＬＣ膜層とを成膜する工程とからなることを特徴とするドクターブレードの製造方法。
【請求項９】
前記ＤＬＣ膜層の成膜は回転胴表面にブレード母材帯板の突き当て先端面部分を露出するように重ね巻きしておき、前記回転胴を回転させつつ成膜処理することを特徴とする請求項７または８に記載のドクターブレードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はドクターブレードおよびその製造方法に係り、特にグラビア印刷や輪転印刷機などに用いる印刷シリンダ上の過剰なインキを掻き落すために用いられるドクターブレードとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、グラビア印刷用ドクターブレードは、印刷中にグラビア版と接触させて余剰のインキを掻き取り除去するのに用いられる。通常、ドクターブレードとしてはバネ用炭素鋼材薄板に刃付け加工したものや、表面硬化加工したもの、あるいはプラスチック製ブレードがあるが、長時間印刷を継続するとドクターブレードが磨耗し、版かぶりやドクター筋等が発現し、問題が起きやすい。
【０００３】
したがって、磨耗対策の観点から表面硬化処理したものが多く用いられている。ブレード母材の鋼板はビッカース硬さでＨｖ＝４００〜６００であるが、これに対し、掻き取り対象の印刷シリンダは表面にクロムメッキが施されており、Ｈｖ＝１０００前後の硬さとなっている。このため、ブレードの表面の硬化処理にクロムメッキ（Ｈｖ＝９００〜１０００前後）や、ニッケルメッキ（Ｈｖ＝７００前後）、あるいはセラミックメッキ（Ｈｖ＝９００）などが行われている（特開昭６３−２５０３８号、特開昭６３−２４６２４９号など）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の耐摩耗被膜を形成したドクターブレードでは、金属母材の表面に形成する被膜処理は最終工程となるため、ブレードの刃先形状が被膜により丸くなり、余剰インキの掻き取りが不十分になってしまう欠点がある。すなわち、ブレード母材は適正なエッジ効果がでるように先端を鋭利に加工形成しているが、表面被膜がこれを覆ってしまうため、鋭利加工部が被膜により丸みを帯びてしまうのである。これにより余剰インキの掻き取り作用が有効に行われず、いわゆる切れの悪い掻き取りが行われ、印刷シリンダ上のインキ被膜が残存してカブリが生じてしまうのである。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、印刷シリンダ表面の掻き取りに際して切れがよくカブリを生じない構造であって、磨耗劣化が極めて少なく、印刷シリンダへのなじみ良好なドクターブレードとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るドクターブレードは、印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードにおいて、ブレード母材表面に耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層を有し、その突き当て先端部には前記ＤＬＣ膜層と母材露出面とによるシリンダ突き当て面を形成してなることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係るドクターブレードは、印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードにおいて、ブレード母材のインキ掻き取り側表面に耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層と、当該ハードＤＬＣ膜層より耐摩耗性の低いソフトＤＬＣ膜層とを設けて成ることを特徴としている。
【０００８】
これらの構成において、前記ブレード母材とＤＬＣ膜層との境界部には母材とＤＬＣ膜層との接合用中間層を備えればよい。また、前記ブレード母材は炭素鋼板、ステンレス鋼板、あるいは導電性樹脂材により構成することができる。
【０００９】
本発明に係るドクターブレードの製造方法は、印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードの製造方法であって、ブレード母材帯板の片面に当該ブレード母材より耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層を形成する工程と、このＤＬＣ膜層の形成処理に前後して反対面側に母材肉厚を減肉して平行刃付けをなす工程と、刃先先端部を母材とＤＬＣ膜層とが露出するように研磨処理する工程とからなることを特徴としている。
【００１０】
更に、本発明は、印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードの製造方法であって、ブレード母材帯板の片面を減肉加工して平行刃を形成する工程と、当該平行刃の形成工程に前後して前記印刷シリンダへの当接側の面にブレード母材より耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層とそれよりは耐摩耗性の低いソフトＤＬＣ膜層とを成膜する工程とからなるように構成してもよい。
【００１１】
これらの方法において、前記ＤＬＣ膜層の成膜は回転胴表面にブレード母材帯板の刃先相当部分を露出するように重ね巻きしておき、前記回転胴を回転させつつ成膜処理することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るドクターブレードおよびその製造方法の具体的実施の形態を、図面を参照して、詳細に説明する。
図６は凹版印刷機における凹版胴に対するドクターブレードの取り付け状態を示している。凹版印刷機は、画線が形成された版胴１０と、これに接する圧胴１２との間に印刷紙１４を通し、版胴１０に形成された画線と同一の絵柄を印刷紙に転写する。版胴１０の表面にインキ１６を塗布するインキローラ１８が転接されており、版胴１０の全面にインキを塗布するとともに、印刷の直前で版胴１０における非画線部上の余剰のインキをドクターブレード２０によって掻き取るようにしている。
【００１３】
このドクターブレード２０は、一定幅の金属帯板により形成されており、版胴長より長く切断された状態で、版胴長方向にブレード長手方向が一致するようにし、ブレード幅方向が版胴のほぼ半径方向に沿わせつつ先端が版胴１０の表面に約６０度の角度で斜交するようにしてホルダ２２に保持される。版胴１０に向けられたブレード先端縁はホルダ取り付け基部２４より更に薄く加工された平行刃先２６を形成している。
【００１４】
このようなドクターブレード２０は、実施形態では母材に炭素、珪素、マンガン、リン、硫黄の組成からなるばね鋼（ＰＫ）を用いて構成され、図１に示すように、刃先２６を基部２４の肉厚（Ｂ＝０．１５〜０．４ｍｍ）より薄く、肉厚をｂ＝６５〜７０μｍ程度に加工形成した、いわゆる平行刃として形成されている。本実施形態では、このようなドクターブレード２０の特にブレード母材のインキ掻き取り側表面に、ブレード母材３４表面に耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層２８を有し、その突き当て先端部には前記ＤＬＣ膜層２８と母材露出面とによるシリンダ突き当て面を形成してなるものである。耐摩耗性は通常硬度に比例するので、実施形態では前記印刷シリンダ硬度より高硬度のＤＬＣ膜層２８を成膜させ、その刃先端部を研磨して前記ＤＬＣ膜層２８と母材露出面とによるシリンダ突き当て面３０を形成した。
【００１５】
上記ＤＬＣ膜層２８の成膜は、図３に示すような成膜装置３２を用いて行えばよく、高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子をターゲットとしてのブレード母材３４に電気的に加速しエネルギーをもって衝突させて形成する。荷電粒子の衝突エネルギーは局所的に高温高圧状態を作り出し、アモルファス状態の結晶構造をもつＤＬＣ膜層２８が形成される。実施形態では、成膜効率を向上させるために、真空容器３６の内部にターゲットとして帯板状のブレード母材３４を回転シリンダ３８の外周面に螺旋状に巻き付けるようにしている。このとき、成膜領域は刃先端部でよいため、この刃先端面が露出するようにオーバーラップさせて巻き付け、一回の成膜処理の処理長さを大幅に改善している。イオン源としては、リフレクタ４０の内部に炭化水素ガス４２を供給するようにし、内部に配置された加熱電源４４に接続されたフィラメント４６により加熱し、アノード電源４８に接続されたアノード５０によりイオンや励起分子を加速してブレード母材３４に衝突させて成膜するようにしている。なお、図３において、５２はバイアス電源、５４はリフレクタ電源である。
【００１６】
ところで、ブレード母材３４に直接ＤＬＣ膜層２８を成膜すると、鋼板への密着性が良好でないことから、ＤＬＣ膜層２８が剥離してしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、図１に断面図で示しているように、ＤＬＣ膜層２８の成膜領域に予め中間層５６を形成するようにしている。この中間層５６は母材ととＤＬＣ膜層２８のアモルファス炭素との結合性がよい材料を膜付けすればよく、例えばニッケルメッキ層を形成するようにすればよい。この中間層５６の表面にＤＬＣ膜層２８を成膜することによって、中間層５６がバインダーとなり、ブレード母材３４と最外層のＤＬＣ膜層２８とが堅固に一体化するのである。
【００１７】
このＤＬＣ膜層２８は必要なブレード寿命の長さに比例して膜厚を調整すればよく、硬度が少なくとも掻き取り対象の版胴１０の表面硬度よりは高くなるように設定している。通常、版胴１０の表面硬度はビッカース硬さでＨｖ＝９００〜１０００であるため、ＤＬＣ膜層２８の硬度がＨｖ＝１２００〜１５００程度となるように調整している。
【００１８】
ここで、硬度の高いＤＬＣ膜層２８を成膜処理すると、平行刃先２６の先端面までＤＬＣ膜層２８が延在してくる。したがって、そのままでは、ブレード２０の刃先２６の形状が被膜により丸くなり、余剰インキの掻き取りが不十分になってしまう。そこで、実施形態では、図１に示しているように、刃先先端に前記ＤＬＣ膜層２８のカット面５８と母材露出面６０の二層断面（実際には中間層５６を加えた三層断面）が露出したシリンダ突き当て面３０が形成されるように、研磨処理を行って余剰領域６２を除去するようにしている。図１のラインＬが研磨面であり、版胴１０への接触面となる。
【００１９】
図２は、上記ドクターブレード２０の製造工程を示すフローチャートである。ブレード材料となる炭素鋼薄肉帯板を準備し（ステップ１００）、少なくともブレード母材３４のインキ掻き取り側表面に中間層５６を形成する（ステップ１０２）。そして、図３に示しているような成膜装置３２を利用して、ＤＬＣ膜層２８を１〜１０μｍ程度成膜させるのである（ステップ１０４）。その後、ＤＬＣ膜層２８が形成された面と反対面の刃先側の減肉処理が行われて平行刃の刃付け処理をなす（ステップ１０６）。そして、最終的に、刃先先端の研磨が行われて余剰領域６２が除去され（ステップ１０８）、シリンダ突き当て面３０に、ＤＬＣ膜層２８のカット面５８と母材露出面６０を露出させて製品となすのである（ステップ１１０）。
【００２０】
このような実施形態では、ドクターブレード２０の平行刃先２６におけるシリンダ突き当て面３０にＤＬＣ膜層２８のカット面５８と母材露出面６０が露出される。これにより、ドクターブレード２０が版胴１０に当接して余剰インキの掻き落とし作業が進行してくると、版胴１０より硬度の低い母材露出面６０の磨耗が進行し、版胴１０の表面形状へのなじみが極めて良好に成る。そして、その後はインキ掻き落とし側の面には版胴１０より硬度が高く耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層２８が存在するため、ドクターブレード２０としての磨耗劣化が抑制されるものとなる。この結果、版胴１０へのなじみがよく、耐磨耗性に優れたドクターブレード２０とすることができる。
【００２１】
次に、図４には第２実施形態に係るドクターブレード７０の要部拡大断面図を示す。前記第１実施形態に係るドクターブレード２０では、ブレード母材３４に単層のＤＬＣ膜層２８を形成した例であるのに対し、この第２の実施形態に係るドクターブレード７０は、ブレード母材３４のインキ掻き取り側表面に耐摩耗性が高く前記版胴１０の表面硬度より高硬度のハードＤＬＣ膜層７２と、当該ハードＤＬＣ膜層より耐摩耗性が低く、低硬度のソフトＤＬＣ膜層７４の二層を成膜した点が大きく異なる。すなわち、ブレード母材３４の片面にて、刃先相当部分の領域に版胴１０の表面硬度Ｈｖ＝９００〜１０００より高いＨｖ＝１２００〜１５００の硬さをもち、耐摩耗性が高いハードＤＬＣ膜層７２を最初に成膜し、次いで、版胴１０の表面硬度Ｈｖ＝９００〜１０００より低いＨｖ＝７００〜８００の硬さをもち、耐摩耗性が前者よりは低いソフトＤＬＣ膜層７４を成膜した二層ＤＬＣ膜層を形成するのである。この二層構造のＤＬＣ膜層も第１実施形態の場合と同様にブレード母材３４との密着性の問題があるため、同様にＤＬＣ膜層と母材との間に中間層５６を介在させている。そして、この第２の実施形態では刃先２６の先端面研磨が不要な構造となっている。
【００２２】
すなわち、最外面層には版胴１０の表面硬度Ｈｖ＝９００〜１０００より低いＨｖ＝７００〜８００の硬さをもち内層のハードＤＬＣ膜層７２よりは耐摩耗性が低いソフトＤＬＣ膜層７４が形成されているため、ドクターブレード７０が版胴１０に当接して印刷前のなじみを付ける空回し作業が進行してくると、ソフトＤＬＣ膜層７４の磨耗が最初に進行し、版胴１０の表面形状へのなじみが極めて良好に成る。そして、その後はインキ掻き落とし側の面には版胴１０および外側のソフトＤＬＣ膜層７４より硬度の高く、耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層７２が存在するため、ドクターブレード２０としての磨耗劣化が抑制されるものとなる。この結果、版胴１０へのなじみがよく、耐磨耗性に優れたドクターブレード７０とすることができる。
【００２３】
この第２実施形態に係るドクターブレード７０の製造工程を図５のフローチャートに示す。ブレード材料となる炭素鋼薄肉帯板を準備し（ステップ２００）、最初に刃先側の減肉処理を行って平行刃の刃付け処理をなす（ステップ２０２）。その後、少なくともブレード母材３４のインキ掻き取り側表面に中間層５６を形成する（ステップ２０６）。そして、図３に示しているような成膜装置３２を利用して、ハードＤＬＣ膜層７２を成膜させ（ステップ２０８）、続いてソフトＤＬＣ膜層７４をハードＤＬＣ膜層７２よりは薄く成膜し（ステップ２１０）、製品となすのである（ステップ２１２）。前記刃先側の減肉処理工程はＤＬＣ膜層の成膜工程の前後のいずれも場合でもよい。
【００２４】
このような実施形態によれば、掻き取り面側がソフトとハードのＤＬＣ膜層７４，７２で平行刃先２６まで覆われているので、寿命が長く、ソフトＤＬＣ膜層７４が版胴１０への当たりのなじみを良好に保持する機能を発揮する。これにより、版胴１０とのなじみが発揮された後は次段のハードＤＬＣ膜層７２が磨耗抑制効果を発揮し、長寿命化を図るものとなるのである。これによりドクター筋の発生のみならず、カブリも防止することができるドクターブレードを得ることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態では、ブレード母材３４に鋼板を用いた例を示したが、母材としてステンレス鋼板や導電性プラスチック材料を用いてその表面にＤＬＣ膜層を形成するようにして軽量で強度並びに硬度の高いドクターブレードとすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、印刷シリンダに接してインキ掻き取り除去をなすドクターブレードにおいて、ブレード母材表面に耐摩耗性の高いＤＬＣ膜層を有し、その突き当て先端部には前記ＤＬＣ膜層と母材露出面とによるシリンダ突き当て面を形成し、あるいはブレード母材のインキ掻き取り側表面に耐摩耗性の高いハードＤＬＣ膜層と、当該ハードＤＬＣ膜層より耐摩耗性の低いソフトＤＬＣ膜層とを設けて成る構成としたことにより、印刷シリンダ表面の掻き取りに際して切れがよくカブリを生じない構造であって、磨耗劣化が極めて少なく、印刷シリンダへのなじみ良好なドクターブレードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るドクターブレードの要部拡大断面図で
ある。
【図２】同ドクターブレードの製造工程のフローチャートである。
【図３】ＤＬＣ成膜装置の説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るドクターブレードの要部拡大断面図で
ある。
【図５】同ドクターブレードの製造工程のフローチャートである。
【図６】ドクターブレードの配置構成図である。
【符号の説明】
１０………版胴、１２………圧胴、１４………印刷紙、１６………インキ、１８………インキローラ、２０………ドクターブレード、２２………ホルダ、２４………ホルダ取り付け基部、２６………平行刃先、２８………ＤＬＣ膜層、３０………シリンダ突き当て面、３２………成膜装置、３４………ブレード母材、３６………真空容器、３８………回転シリンダ、４０………リフレクタ、４２………炭化水素ガス、４４………加熱電源、４６………フィラメント、４８………アノード電源、５０………アノード、５２………バイアス電源、５４………リフレクタ電源、５６………ニッケルメッキ層（中間層）、５８………カット面、６０………母材露出面、６２………余剰領域、７０………ドクターブレード（第２実施形態）、７２………ハードＤＬＣ膜層、７４………ソフトＤＬＣ膜層。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月2日(2002.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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