(57)【要約】 【課題】      インクの種類やインクパンの形状、サイズなどによることなく、インクパンに供給されたインクの攪拌を行うとともに、スクイズロールの高速回転による空気巻き込みによってインクに混入する気泡を効率的に除去し、印刷およびコーティング品質を向上することのできるロール印刷機およびロールコータを提供する。【解決方法】  ロール印刷機およびロールコータにおいて、インクパンに設けた超音波振動子から所定の発振周波数の超音波をインクに印加し、かつインクパンの内壁面上に設けた超音波反射壁によってかかる超音波を反射、共振させることでインクの効率的な攪拌および脱泡を行うことが可能となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、
超音波発振器と、
前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される少なくとも一つの振動子と、
前記インクパンの内壁面上に設けられた超音波反射壁と、
を具備するロール印刷機またはロールコータ。
【請求項２】
印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、超音波発振器と、
前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される複数個の振動子と、
前記インクパンの内壁面上であって、前記複数個の振動子のインクパンへの複数個の取付部を互いに隔てて配設された超音波反射壁と、
を具備するロール印刷機またはロールコータ。
【請求項３】
前記超音波発振器の発振周波数が１０ｋＨｚ乃至６０ｋＨｚであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のロール印刷機またはロールコータ。
【請求項４】
前記超音波反射壁が前記発振周波数において固有振動することを特徴とする請求項３に記載のロール印刷機またはロールコータ。
【請求項５】
前記振動子により前記塗液に対して印加された超音波であって、かつ前記超音波反射壁にて反射した超音波の少なくとも一部が定在波となる請求項１から４のいずれか１項に記載のロール印刷機またはロールコータ。
【請求項６】
超音波発振器と、
内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される少なくとも一つの振動子と、
内壁面上に設けられた超音波反射壁と、
を具備するロール印刷機またはロールコータ用インクパン。
【請求項７】
印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、
超音波発振器と、
前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される少なくとも一つの振動子と、
前記インクパンの内壁面上に設けられた超音波反射壁と、
を具備するロール印刷機またはロールコータを用いた印刷方法であって、印刷またはコーティング作業時に前記超音波反射壁は前記インクパンに供給された塗液に浸漬し、かつ、
前記振動子により前記塗液に対し発振周波数１０ｋＨｚ乃至６０ｋＨｚの超音波を印加してなることを特徴とする印刷またはコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクパンにてインクを効率的に攪拌し、かつインク中の気泡を低減することで印刷やコーティングの品質を向上することのできるロール印刷機およびロールコータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
輪転式ロール印刷機またはロールコータによる印刷・コーティング作業においては、インクタンクからインクパンに供給されたインクが長時間にわたり被塗布物に塗布されずインクパンに留まっていると、その間にインク成分の溶媒からの分離が進行し、印刷品質を低下させるという問題があった。そのため、従来からインクパンに供給されたインクを絶えず攪拌する種々の発明がなされ、提案されてきた。例えば先行文献１(特許文献１：特開平０７−０９６２３８号公報)には、供給されたインクをインクパン内にて循環流動させるため、ポンプおよび配管をインクパンに設けた塗装装置の発明が、そして先行文献２（特許文献２：特開平０５−２１２３３３号公報）には、インクパンに供給されたインクを効率的に攪拌するための直動型攪拌装置に関する発明が、それぞれ記載されている。また、モータによりファンブレードをインク中で回転し、インクパン内のインクを攪拌する技術も広く行われている。
【０００３】
一方、印刷またはコーティング作業においては、インク中に一定以上の径を有する気泡が混入した状態でこれを被塗布物に塗布すると粒状または筋状の印刷不良が生じ、また塗膜にムラが生じるなどの問題が発生する。そこで従来からインクを脱泡する試みもまた各種なされてきた。化学的な対処法として、脱泡剤をインクに混入する方法もあるが、脱泡剤はインク成分に対する不純物であるため、溶媒に多量に混入することはインクの発色を劣化させ、作業品質を低下させることとなる。
【０００４】
よって脱泡剤の使用に替えて、或いは相乗的に、物理的な脱泡方法も各種用いられている。物理的脱泡方法の代表例としては、インク槽の気圧を下げ気泡径を大きくすることでインクから浮上させる、いわゆる真空引きと呼ばれる方法、逆にインク槽を加圧し、微小な気泡をインクに溶解させる方法、目開きの小さなメッシュにインクを通過させることで気泡をメッシュに付着させ、これを除去する方法、スポンジなどを回転してインク表面に浮いた気泡を掻き取る方法、そして超音波を発振してキャビテーションを発生させ、微小な気泡同士を結合させることで気泡径を大きくし、気泡集合体としてインクから浮上させる方法などがある。
【０００５】
超音波発振器を用いた従来発明として、例えば先行文献３（特許文献３：特開平１１−３００２５３号公報）および先行文献４（特許文献４：特開２００３−２０５２６３号公報）には、インクパンにインクを供給する前に脱泡槽において、超音波発振器を用いてインクの脱泡を行う装置に関する発明が記載されている。
【０００６】
先行文献５（特許文献５：特開２００３−１９０８５７号公報）には、マニホールドの底面外壁に超音波振動子を取り付け、マニホールド全体を加振することでそこに供給されたインクの脱泡を行う装置に関する発明が記載されている。かかる発明は、邪魔板をマニホールドまたはインクパンに形成することにより、インク供給孔とスクイズロールまでの道のりを長くし、マニホールドに供給されたインクが該ロールに至るまでの時間を稼ぐことで脱泡効率を高めるものであるが、邪魔板をマニホールド外部のインクパン側に接続することで、邪魔板は超音波振動子の設けられたマニホールドとは同期して振動しなくなるため、インクとの間に相対的な運動を生み、より高度な脱泡ができる旨も記載されている。
【特許文献１】特開平０７−０９６２３８号公報
【特許文献２】特開平０５−２１２３３３号公報
【特許文献３】特開平１１−３００２５３号公報
【特許文献４】特開２００３−２０５２６３号公報
【特許文献５】特開２００３−１９０８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、インクの攪拌に関する前記先行文献１にかかる発明では、その構成上、主としてインクパンの両端部に存在するインクの攪拌は効率的に行うことができるとしても、スクイズロール近傍であってインクパン中央付近に滞留するインクについては適切に攪拌を行うことが困難である。また、前記先行文献２にかかる発明では、スクイズロールとは別に直動型攪拌装置の設置スペースもインクパンの開口面内に必要となり、印刷機やコータの小型化を阻む要因となる。また、かかる攪拌装置では後述する脱泡効果を同時に望むことができないばかりか、攪拌プレートの駆動は逆にインクに気泡を更に混入させる要因ともなりうるという問題がある。
【０００８】
また、インクの脱泡に関する前記先行文献３または４にかかる発明については、インク中に気泡が混入する主たる要因がスクイズロールの高速回転による周辺空気の巻き込みであることから、その前段階で脱泡作業を行うというこれらの発明によっては、最終的には十分に脱泡されていないインクが被印刷物に塗布されることとなる。インクパンに至る前段階である脱泡槽にて超音波発振器によるインクの脱泡が終了しているため、その後にインクパンに於いて混入する大量の気泡についてはこれを除去することができないからである。
【０００９】
一方、前記先行文献５にかかる発明については、ロールにインクを供給するマニホールドを超音波振動子によって加振・脱泡しているため、ロールの空気巻き込みによって生じる気泡を除去することができる。
【００１０】
しかし、かかる発明に用いられる邪魔板については、塗液との相対運動によってこれを攪拌する効果が望めるものの、邪魔板を効果的に使用するためにはインクパンとマニホールドという二重の槽が必要とされ、また塗液中に発振された超音波と邪魔板との物理的な関係は不明である。更に、邪魔板は塗液供給孔とロールとの間にのみ設けられるものであることから、かかる発明において邪魔板の相対振動の効果を享受できるのは、新たにインクパンに供給されるインク、即ち塗液供給孔近傍を通過するインクに限られてしまい、逆にインク成分の分離や気泡の混入が最も問題とされる、インクパン内に長時間滞留するインクに対しては効率的に作用することができない。
【００１１】
以上より、インクパンの形態やサイズによらず、またインクの種類によらず、多様なロール印刷機やロールコータについて、インクパン内のインク全体に対する攪拌および脱泡を効率的に行うことのできる発明が切望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題に対し、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、
印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、超音波発振器と、前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される少なくとも一つの振動子と、前記インクパンの内壁面上に設けられた超音波反射壁と、を具備するロール印刷機またはロールコータ
によって、インクパンの形態やサイズによらず、またインクの種類によらず、供給されたインクに対して効率的に攪拌および脱泡を行うことができるという本願第一の発明の完成に至った。
【００１３】
また本願発明は、インクの更に効率的な脱泡を実現する以下の各発明も併せて提供するものである。
（１）印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、超音波発振器と、前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される複数個の振動子と、前記インクパンの内壁面上であって、前記複数個の振動子のインクパンへの複数個の取付部を互いに隔てて配設された超音波反射壁と、を具備するロール印刷機またはロールコータ。
（２）前記超音波発振器の発振周波数が１０ｋＨｚ乃至６０ｋＨｚであることを特徴とするロール印刷機またはロールコータ。
（３）前記超音波反射壁が前記発振周波数において固有振動することを特徴とするロール印刷機またはロールコータ。
（４）前記振動子により前記塗液に対して印加された超音波であって、かつ前記超音波反射壁にて反射した超音波の少なくとも一部が定在波となるロール印刷機またはロールコータ。
【００１４】
更に本願発明は、本願第一の発明と要旨を共通する以下の各関連発明も併せて提供するものである。
（５）超音波発振器と、内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される少なくとも一つの振動子と、内壁面上に設けられた超音波反射壁と、を具備するロール印刷機またはロールコータ用インクパン。
（６）超音波発振器と、内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される複数個の振動子と、前記インクパンの内壁面上であって、前記複数個の振動子のインクパンへの複数個の取付部を互いに隔てて配設された超音波反射壁と、を具備するロール印刷機またはロールコータ用インクパン。
（７）印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、
超音波発振器と、前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される少なくとも一つの振動子と、前記インクパンの内壁面上に設けられた超音波反射壁と、を具備するロール印刷機またはロールコータを用いた印刷方法であって、印刷またはコーティング作業時に前記超音波反射壁は前記インクパンに供給された塗液に浸漬し、かつ、前記振動子により前記塗液に対し発振周波数１０ｋＨｚ乃至６０ｋＨｚの超音波を印加してなることを特徴とする印刷またはコーティング方法。
（８）印刷またはコーティング作業時に塗液が供給されるインクパンと、
超音波発振器と、前記インクパンの内壁面上または外壁面上に設けられ、前記超音波発振器より信号を供給される複数個の振動子と、前記インクパンの内壁面上であって、前記複数個の振動子のインクパンへの複数個の取付部を互いに隔てて配設された超音波反射壁と、を具備するロール印刷機またはロールコータを用いた印刷方法であって、印刷またはコーティング作業時に前記超音波反射壁は前記インクパンに供給された塗液に浸漬し、かつ、前記振動子により前記塗液に対し発振周波数１０ｋＨｚ乃至６０ｋＨｚの超音波を印加してなることを特徴とする印刷またはコーティング方法。
【発明の効果】
【００１５】
上記の各発明によれば、インクパンを有するロール印刷機またはロールコータを用いて印刷やコーティング作業を行うに際して、インクパンに供給されたインクへの超音波加振を効率的に行うことが可能となるため、水溶性、有機溶剤系などのインクの種別、およびインクパンの形状やサイズを問わずインクへの高い攪拌効果を得ることができ、印刷品質の向上が期待できる。
【００１６】
また、上記の各発明によれば、インクパンにおいて、ロールの高速回転によって巻き込まれる空気泡を効率的に除去することが可能であるため、ロールのインク塗布面に付着する気泡を減ずることができ、これにより粒状または筋状の印刷不良、およびインクの塗布ムラの発生を防ぐことができる。また、化学的脱泡手段として用いる脱泡剤をインクに混合せず、あるいは混合比率を下げて作業を行うことができるため、インク本来の発色を活かした高品質の印刷またはコーティングが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について図面を用いて詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるロール印刷機およびロールコータについて、ロール軸方向から見た模式的断面図である。同図において、１は超音波発振器、２はインクパン、３は塗液（インク）、４はドクターナイフ、５−１はスクイズロール、５−２はグラビアロール、６は超音波反射壁、１０は被塗装物、１２は塗液の循環ポンプ、１３は塗液タンク、１４は塗液供給管、１５はオーバフロー管である。ただし、ドクターナイフ４はグラビアなどの凹版印刷を行う際にスクイズロール５−１上の余分な塗液を掻き落とすために用いるものであり、凸版印刷の場合は不要である。
【００１８】
ここで、同図ではグラビアロール５−２を２段構成としているが、本発明の実施にあたっては単段でも３段以上でもよく、ロールの本数や段数に制限はない。更に、グラビアロールを用いることなく、スクイズロール５−１から直接被塗布物に印刷またはコーティングを行う方式でも問題は無い。また、本発明の実施にあたっては、ロールのサイズや輪転速度、ロール間のインク転移方式、被塗装物の材質や厚さなどについても一切制限されるものではない。
【００１９】
塗液タンク１３に貯蔵された塗液３は、循環ポンプ１２を駆動源として、塗液供給管１４を通じてインクパン２に供給される。また、インクパン２からオーバフローした塗液３は、オーバフロー管１５を経由して排出され、塗液タンク１３に回収される。ここで、塗液回収時に塗液中に気泡が混入するのを防ぐため、オーバフロー管１５の排出端は塗液タンク１３に貯蔵されている塗液中に浸漬されていてもよい。このように塗液３の循環サイクルを作ることでインクパン２内の塗液３の量を適切に調整しながら印刷またはコーティング作業を行うことができる。ただし、塗液タンク１３から塗液供給管１４、循環ポンプ１２、オーバフロー管１５を経由して塗液タンク１３に至る塗液３の前記循環サイクルについては、本発明の必須構成要件ではなく、また塗液供給孔の位置はインクパン２の底面に限らず、側面でもよい。また、インクパン２に塗液供給孔を穿つことなく、インクパン２の上方より塗液供給管１４の開口端から注入する方式であっても本発明による課題の解決に何ら問題はない。
【００２０】
本発明にかかるロール印刷機またはロールコータは超音波発振器を具備することを特徴のひとつとする。超音波発振器には大別して電気的駆動によるものと機械的駆動によるものとがある。また、電気的駆動のものを駆動原理から分類すると、振動子を用いる圧電型、電歪型、磁歪型（以下、これらを振動子型と呼称する。）、および振動子を用いない電磁型（以下、これを非振動子型と呼称する。）がある。本発明にかかる超音波発振器としてはいずれも好適に用いることができ、特に限定されるものではない。
【００２１】
本発明においては、上述のように振動子型、非振動子型を含めた電気的駆動、および機械的駆動の超音波発振器をいずれも好適に使用できるため、便宜上、「振動子」は振動子型発振器の場合は超音波振動子を、非振動子型の場合は超音波電磁波の発振部を意味するものとする。また、同様の理由により、「超音波発振器」または「発振器」は、特に断りのない限り、超音波発振器本体および振動子を併せた機器全体、或いは超音波発振器本体のみ、の両方を意味するものとする。
【００２２】
また、振動子型の超音波発振器は超音波発振器本体１−１と振動子１−２とから成るが、本発明に用いる超音波発振器１としては、両者は一体部品であっても分離していてもよい。インクパン２には、超音波振動子１のうち、少なくとも振動子１−２部分が取り付けられる必要がある。振動子１−２の形態としては、いわゆる投げ込み型、フランジ型または底付型などがあり、インクパン２の外壁面上（例えば底面裏面上）に取り付け、インクパン２の壁面を介して超音波を塗液３に印加する方式や、塗液３の中に振動子１−２を浸漬させ、塗液３に直接的に超音波を印加する方式などを採り得る。一方、振動子１−２に高周波信号を与える超音波発振器本体１−１は必ずしもインクパン２の内壁面または外壁面に接触している必要も、塗液３に浸漬している必要もない。
【００２３】
本発明に非振動子型の超音波発振器を用いる場合も同様であり、超音波発振器１の全体、または超音波電磁波の発振部をインクパン２の外壁面上（例えば底面裏面上）に取り付ける方式や、発振部を塗液３に浸漬している方式など、種々の形態を採り得る。なお、超音波発振器は各種市販されており、発振周波数や超音波出力などの物理特性に応じて適宜選択することができる。
【００２４】
超音波発振器による超音波振動は、その放射圧により塗液に音響的直進流を生じ、塗液を流動させるため、塗液の攪拌効果を得ることができる。また、かかる超音波振動は塗液にキャビテーションを生じ、溶存ガスを気泡化して浮上させたり、塗液中に存在する気泡に振動運動を与えて気泡同士の衝突確率を増加させ、気泡を凝集させたりすることで脱泡を行うことができる。また、前記音響的直進流は、凝集した気泡がインク表面まで浮上することを促進する働きも有する。
【００２５】
インクパン２に設ける振動子１−２の個数については特に限定されるものではないが、インクパン２のサイズに応じて複数の振動子１−２を配することも好適である。かかる場合、配列は特に限定されるものではなく、直列配列、並列配列、千鳥配列またはこれらの組み合わせなどが考えられる。塗液３から除去すべき気泡は主としてスクイズロールの高速回転によってインク中に空気が巻き込まれることによって生じるものであることから、スクイズロールの長手方向を均等にカバーするよう、振動子１−２を配置することが好ましい。また、振動子１−２の設置面は必ずしもインクパン２の底面に限らず、側面側からインクパン２の中央に向けて超音波を発振することも可能であるため、底面上への設置と併せて、または選択的に側面上に振動子１−２を設置してもよい。ただし、ここでいうインクパン２の底面上または側面上とは、これらの内壁面または外壁面に直接接触する場合はもちろんのこと、ブラケットや台座などの部品を介して設置される場合も含む。図４に、振動子の採りうるこれらの配置の例として、６式の振動子１−２を２列に並列配置したものの斜視図を示す。  
【００２６】
超音波発振器１の発振周波数は、１０〜６０ｋＨｚ、好ましくは２０〜４０ｋＨｚで駆動する。最適な発振周波数は塗液３の種類や、密度、粘度、温度などの物性によっても異なるが、１０ｋＨｚ以下では可聴領域であることからノイズが問題となり、また６０ｋＨｚ以上ではキャビテーションの強度が弱くなり、攪拌および脱泡の効果が十分でないため、いずれも好ましくない。
【００２７】
また、後述する超音波反射壁６と振動子１−２やインクパン壁面の位置関係、および発振周波数を適切に調整することによって、発振された超音波と、後述する反射波の干渉による定在波を塗液３中に形成することができる。塗液３中における音速は１０００ｍ／ｓｅｃのオーダーであり、発振周波数は上記のように数十ｋＨｚのオーダーであることから、本発明にかかる超音波の波長は数ｃｍから数十ｃｍの範囲となるため、インクパン２内に定在波を作ることは十分可能である。定在波が形成されると、共振する気泡径よりも大きな気泡は定在波の節へ、逆に小さな気泡は定在波の腹へと移動するため、気泡の凝集を更に促すことが可能となる。
【００２８】
次に、超音波反射壁６について説明する。図２は超音波反射壁６を用いない場合の超音波波面７が塗液３中を伝播する様子を表わした模式図である。同図の場合、振動子１−２から発せられ、塗液３を伝播した超音波７の多くは直接に塗液３の表面から上方の空気中に拡散・消失してしまうため、伝播の途中でそのエネルギーが気泡の凝集に変換される割合は低く、またインクの効率的な攪拌作用をもたらす領域も狭い。塗液３の表面やインクパン２の壁面で反射し、塗液３中に長時間存在する超音波は一部のみだからである。
【００２９】
図３は、インクパン２の底面に超音波反射壁６を設けた場合の、塗液３中の超音波の伝播する様子を表わした模式図である。同図の場合、振動子１−２の近傍に反射壁６が存在するため、超音波７の多くが反射壁６にも到達し、同壁表面での有為な反射波８がインクパン２の長手方向（同図中、左右方向）にも発せられることとなる。
【００３０】
また、反射壁６が超音波発振器１の発振周波数において固有振動をする場合、反射壁６の応答倍率に応じた共振波９を生み、かかる共振波もあわせて塗液３中に伝播していくこととなる。ただし本発明において、反射壁６の固有振動とは、インクパン２に一辺を接合され、かつ塗液３に浸漬された状態における、すなわち塗液３を付加質量として有する場合の反射壁６の固有振動を意味する。
【００３１】
同図中、８−１および９−１は、それぞれ反射波８または共振波９が振動子１−２より発せられた超音波７と干渉することを示している。それぞれの干渉点において波７と８、または波７と９の位相が一致する、または近接する場合、同点を節または腹とする定在波が形成されることとなる。この場合、前述の如く、気泡径に応じて定在波の節や腹に近傍の気泡が移動するため、気泡の凝集および浮上による脱泡が促進される。定在波を形成することは、超音波発振器１の発振周波数や反射壁６のインクパン２に対する取り付け位置を微調整することで自在に行うことができる。
【００３２】
更に、超音波反射壁６の効果としては、複数個の振動子１−２から発せられた超音波が互いに打ち消しあうことを防ぐことも期待される。すなわち、超音波の波長と振動子同士の間隔によっては、逆位相の波が互いに干渉し、超音波による攪拌および脱泡の効果を妨げあう現象が生じうるところ、かかる振動子同士の間に衝立状に反射壁を設けることにより、互いの超音波を隔離することができ、塗液に対する超音波の効果を十分に得ることが可能となる。
【００３３】
超音波反射壁６の形状および材質については特に限定されるものではなく、上記のように、振動子１−２から発せられた超音波７を反射し、塗液３中に反射波８を適切に拡散するものであればよい。従って、矩形板状、ブロック状、円柱状、半球状、角錐状、若しくはこれらの組み合わせである断面Ｔ字状、断面コ字状、階段状、またはこれらの一部を切り落とした切頭角錐台状、カマボコ型状など、種々の形状とすることができる。例えば反射壁６を直立円柱状とすれば反射波８は主としてインクパン２の開口面内方向に放射状に拡散され、また半球状、カマボコ型状または角錐状などの形状とすれば、インクパン２の開口面内方向のみならず面外鉛直方向にも反射波８が拡散されることとなる。
【００３４】
また、超音波反射壁６から共振波９を生じさせ、塗液３の更に効率的な攪拌および脱泡効果を得る場合は、超音波発振器１の発振周波数において反射壁６が固有振動をするような形状および材質を選択する必要がある。この場合、共振波９の振動エネルギーを大きなものとするためには、発振周波数近傍において反射壁６がいわゆる主モードに相当する固有振動数を有することが更に望ましい。
【００３５】
例えば、代表例として反射壁６の材質をＳＵＳ、形状を幅１５０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、板厚１０ｍｍの矩形板状とし、底面を固定した場合の最低次固有振動数は約２０ｋＨｚとなる。また最低次固有振動数は、ほぼ板厚に比例し、高さの２乗に反比例することから、これらに基づいて１０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数レンジの中から使用者が適宜選択した発振周波数において、反射壁６が主モードの固有振動をするよう、その寸法、形状、または材質などを自在に調整することができる。
【００３６】
超音波反射壁６のインクパン２への取付方法、および材質は特に限定されるものではない。例えばインクパン２と一体成形する方法、反射壁６を別途製造し、インクパン２に溶接や接着などによって固着する方法、脱着自在にピンまたはネジで固定する方法、更には反射壁６の取付位置を微調整し、超音波の定在波を形成できるようスライダを介して取り付ける方法など、種々の方法を採りうる。前記一体成形の場合は、反射壁６はインクパン２と同じ材質（例えばＳＵＳなど）で作られることとなるが、反射壁６をインクパン２とは別部品として製造する場合は、固着または固定の方法に適合する材質であれば、各種金属、硬質プラスチックなどの中から適宜選択できる。
【００３７】
また、反射壁６はインクパン２の内壁面上に設ける必要はあるが、設置の対象は必ずしもインクパン２の底面のみに限られない。すなわち振動子１−２から発振された超音波７を適切に反射、拡散させることができれば、インクパン２の側面上に設けてもよい。ただし、ここでいうインクパン２の内壁面上とは、底面や側面などの内壁面に直接接触する場合はもちろんのこと、ブラケットや台座などの部品を介して内壁面上に設置される場合も含む。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）本発明にかかる実施例につき、図面を用いて更に詳細に説明する。ただし本発明は以下の実施例に何ら制限されるものではない。図１に全体構成図を示したグラビア印刷機において、実施例１にかかる振動子１−２、インクパン２、および超音波反射壁６の具体例を図５に斜視図にて示す。
【００３９】
本実施例では、超音波発振器１には発振周波数２０ｋＨｚ、超音波出力１２００Ｗを有する市販の自励発振式超音波発振器を使用した。振動子は６式を用い、これを同図に示す如く２行３列にインクパン２の底面に並列配置した。かかる超音波発振器１においては、図示しない１式の超音波発振器本体１−１から各振動子１−２に対して超音波信号を与えている。また、振動子１−２の列同士は等間隔配置とし、第１列および第３列は、それぞれスクイズロール５−１の軸方向両端部の直下近傍となるよう配置した。
【００４０】
インクパン２は肉厚約５ｍｍのＳＵＳ材からなり、形状は開口部がおよそ６００ｍｍ×２５０ｍｍの略長方形、深さがおよそ１００ｍｍの受皿状をなす。インクパン２自体は市販されており、当業者にとって自明の構成要素である。
【００４１】
各超音波反射壁６は、高さ２０ｍｍ、板厚１０ｍｍのＳＵＳ材を用い、同図に示すインクパン中央の４枚は幅１５０ｍｍ、インクパン隅の４枚は幅７５ｍｍとした。超音波反射壁６はいずれもインクパン２の底面に対し、幅方向が当接し、該反射壁６が直立するよう溶接にて接合してある。また、該反射壁６のうち、前記中央の４枚は幅方向をロールの軸方向に一致させ、前記隅の４枚はインクパンのコーナーに向けて放射状に配置した。なお、同図において、塗液供給穴２−１はインクパン２の底面中央に設けた。
【００４２】
以上のグラビア印刷機に対し、塗液３として動粘度１０ｃＰの水溶性インクを用い、インク温度を約１０℃、印刷速度を５０ｍ／ｍｉｎ、膜厚を５μｍとして市販のグラビア印刷用紙に対し、５００ｍの印刷作業を行い、印刷面の目視観測を行った。結果を表１に示す。なお、脱泡剤は使用していない。
【００４３】
（実施例２）実施例１における８枚の超音波反射壁６の形状を長方形板状から三角錐状に変え、その他の条件を全く同一とした実施例２にかかるグラビア印刷機を用いて印刷作業を行った。振動子１−２、インクパン２、および超音波反射壁６の構成および配置を図６に斜視図にて示す。なお、該三角錐状の反射壁６の寸法は、インクパン中央の４箇所については１辺４０ｍｍの正四面体、インクパン隅の４箇所については１辺２０ｍｍの正四面体とした。本実施例による印刷結果を表１に示す。
【００４４】
（実施例３）実施例１における８枚の超音波反射壁６の形状を長方形板状から半円柱状（カマボコ状）に変え、その他の条件を全く同一とした実施例３にかかるグラビア印刷機を用いて印刷作業を行った。振動子１−２、インクパン２、および超音波反射壁６の構成および配置を図７に斜視図にて示す。なお、該半円柱状の反射壁６は、インクパン中央の４箇所について半径２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍとし、インクパン隅には設けなかった。本実施例による印刷結果を表１に示す。
【００４５】
（実施例４）実施例１における８枚の超音波反射壁６の形状を長方形板状からブロック状に変え、その他の条件を同一とした実施例４にかかるグラビア印刷機を用いて印刷作業を行った。振動子１−２、インクパン２、および超音波反射壁６の構成および配置を図８に斜視図にて示す。なお、該ブロック状の反射壁６の高さ（同図中、インクパン開口面の面外方向厚さ）は１０ｍｍとした。本実施例による印刷結果を表１に示す。
【００４６】
（実施例５）実施例１における８枚の超音波反射壁６の枚数及び配置を変更し、その他の条件を同一とした実施例５にかかるグラビア印刷機を用いて印刷作業を行った。振動子１−２、インクパン２、および超音波反射壁６の構成および配置を図９に斜視図にて示す。同実施例において、各反射壁６は振動子１−２に正対する向きでインクパン２の底面に接合されている。また、各反射壁６の寸法は、高さ２０ｍｍ、板厚１０ｍｍを共通寸法とし、インクパン中央部の２枚は幅１５０ｍｍ、インクパン隅の４枚は幅７５ｍｍとしてある。本実施例による印刷結果を表１に示す。
【００４７】
（実施例６）実施例５における６枚の各超音波反射壁６に対し、各反射壁と同寸法かつ同形状のＳＵＳ板材を断面Ｔ字型に接合し、その他の条件を同一とした実施例６にかかるグラビア印刷機を用いて印刷作業を行った。振動子１−２、インクパン２、および超音波反射壁６の構成および配置を図１０に斜視図にて示す。本実施例による印刷結果を表１に示す。
【００４８】
（比較例１）実施例１における８枚の超音波反射壁６を全て取り除き、その他の条件を同一とした比較例１にかかるグラビア印刷機を用いて印刷作業を行った。振動子１−２およびインクパン２構成および配置は図４に斜視図にて示す通りである。本比較例による印刷結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
上記表１に示すように、超音波反射壁を具備しない比較例１に対し、本実施例にかかるいずれの発明も、良好な印刷結果を得ることができた。振動子の個数、配置、発振周波数、超音波出力などの印刷条件は全て同一であることから、印刷結果の違いは超音波反射壁の有無によってもたらされたものといえる。すなわち、比較例１にかかるグラビア印刷機では、６式の振動子から発せられる超音波がインク表面から空気中に速やかに漏出してしまい、あるいは干渉によって互いに打ち消しあい、効率的な攪拌および脱泡ができなかったものと考えられる。一方、実施例１乃至６では超音波反射壁をインクパンに設けたことにより、インク全体への超音波の拡散、共振波の発生、さらに振動子同士の隔離などの効果が得られたことから、攪拌および脱泡が効果的に行われたものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、インクパンの形状やサイズ、およびインクの種類によらず、インクパンにおいてインクの脱泡および攪拌を効率的に行うことにより、ロール印刷機およびロールコータによる印刷やコーティングの品質を向上するものである。
【００５２】
これにより、化学的脱泡手段である脱泡剤をインクに混合せずに、あるいは混合するにしてもインクへの混合比率を減らすことが可能となることもあわせ、インク本来の発色を活かした高品質の印刷またはコーティングが可能となる。また、従来用いられていた機械式脱泡装置および機械式攪拌装置が不要となるため、ロール印刷機およびロールコータの小型化や簡略化を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる印刷機またはロールコータの模式的断面図である。
【図２】インクパンに振動子を設けた従来技術の説明図である。
【図３】本発明にかかるインクパンおよび振動子の説明図である。
【図４】比較例１にかかるインクパンの斜視図である。
【図５】実施例１にかかるインクパンの斜視図である。
【図６】実施例２にかかるインクパンの斜視図である。
【図７】実施例３にかかるインクパンの斜視図である。
【図８】実施例４にかかるインクパンの斜視図である。
【図９】実施例５にかかるインクパンの斜視図である。
【図１０】実施例６にかかるインクパンの斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  超音波発振器
１−１  超音波発振器本体
１−２  振動子
２  インクパン
２−１  塗液供給穴
２−２  塗液排出穴
３  インク（塗液）
４  ドクターナイフ
５−１  スクイズロール
５−２  グラビアロール
６  超音波反射壁
７  超音波波面
８  反射波波面
８−１  超音波と反射波の干渉
９  共振波波面
９−１  超音波と共振波の干渉
１０  被塗装物
１２  循環ポンプ
１３  塗液タンク
１４  塗液供給管
１５  オーバフロー管
【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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【図１０】
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