(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱体の外周側面にスパイラル状の溝部を備え、該溝部に形成した刃先で印刷時のインキ等を掻き取るようにした印刷用スクレーパであって、上記刃先を、上記溝部に上記円柱体の外周側面から突出させてジルコニア製セラミックスの板状体を固定して形成したことを特徴とする印刷用スクレーパ。
【請求項２】
厚さ０．０３〜０．２ｍｍのジルコニア製セラミックスの板状体で上記刃先を形成したことを特徴とする請求項１記載の印刷用スクレーパ。
【請求項３】
上記板状体の幅が１．０ｍｍ以上であり、その刃先が円柱体の外周側面から０．１〜０．５ｍｍ突出するとともに、刃先の表面粗さがＲａ０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の印刷用スクレーパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雑誌や食品袋、建材・床材の絵柄などの印刷を行う際に版面から印刷インキを掻き取ったり、ガムテープやアルミ箔等へコーティングする際の余分なコート材を掻き取る際に使用するスクレーパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、グラビア印刷やパッド印刷等と通称される曲面印刷等においては、鋼、銅、亜鉛、合成樹脂等からなる版材の表面に凹状の絵柄を加工してなる凹版印刷版を用い、その版に印刷インキを流し込んだ後、掻き取りスクレーパブレードを用いて版面の余分なインキを掻き取り、絵柄となる凹部のインキを直接又は間接的に被印刷物に転写するようにしている。
【０００３】
図４の概略側面図に示すように、スクレーパブレード１１を凹版印刷版の版胴１８に接触させつつ矢印で示す掻き取り方向に移動させ、版胴１８の余分な印刷インキ１７を掻き取るものである。ここで保持機構２０は工具鋼又は炭素鋼等の金属で作られている。又版胴１８は、金属製のスクレーパブレード１１に掻き取られ摩耗しないようにクロムメッキを施している。
【０００４】
ここで、インキ供給槽１６は版胴１８にインキ１７を供給する為の受け皿で、インキ１７が不足しないように一定の液量を蓄えられるように工夫してある。
【０００５】
圧胴１５は、被印刷体１９を一定圧力で版胴１８に押し付け、版胴１８からインキ１７を被印刷体１９へ転写させる役割を果たしている。
【０００６】
このとき使用するスクレーパブレード１１としては、図３の側面図に示すようなものが知られている。従来の金属製スクレーパブレード１１の形状では、先端部に刃が付いたものと付いていないもの、或いはこの表面にセラミックコーティングや硬質クロムメッキ処理を施したもの等も使用されている。
【０００７】
即ち、図３（Ａ）に示す、刃の無いスクレーパブレード１１の材質は、薄肉の鋼板もしくはステンレススチールより形成されている。又、図３（Ｂ）に示す刃の付いたスクレーパブレード１１は同様の材質からなり、先端を薄肉のナイフエッジ状とするとともに非常に鋭く加工された刃先１１ａを備えており、この薄肉の刃先１１ａが大きくたわむことで版面へのなじみの早さ及び良好な掻き取りを実現している。
【０００８】
この刃先１１ａの材質は薄肉の鋼板、この鋼板にセラミック複合材をコーティングしたもの、硬質クロムメッキ仕上げを施したもの、更にはその表面層にダイヤモンド等のコーティングをしたもの、或いは樹脂等を用いる。
【０００９】
一方、スクレーパブレード刃先の初期摩耗を防止する目的で上記金属製スクレーパブレード１１に厚み１〜２０μｍの薄いセラミック被膜を形成したものも作られている。又、近年、ジルコニア焼結体からなるスクレーパブレード１１も検討されている（特公平３−２１３４８号公報参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来より用いられている金属製のスクレーパブレード１１やこれに硬質クロムメッキ処理したスクレーパブレード１１は、印刷の高速化や全面に彫刻を施した版胴１８に使用する際などにおいて、寿命が極端に短くなっている。１日に１回スクレーパブレード１１を交換することも珍しいことではなく、そのたびに被印刷体１９の色調チェック等に多くの時間を費やすことになっている。
【００１１】
近年のフレキソ印刷等においては、版胴１８の表面に酸化クロムを溶射したものなども登場しており、版胴１８の長寿命化は進んでいるものの、スクレーパブレード１１の寿命がこれに追いついていないのが現状である。
【００１２】
版胴１８は、金属製のスクレーパブレード１１に掻き取られ摩耗しないようにクロムメッキを施しているが、近年では、印刷の高速化やインキ１７の水溶性化等により、版胴１８は高速回転し、スクレーパブレード１１の押しつけ力を大きくするためにスクレーパブレード１１の耐久性が低いために起こると思われる印刷トラブルも少なくない。
【００１３】
一方、セラミック被膜を形成したスクレーパブレード１１は、従来スクレーパブレード１１より耐久性が少々優れているものの、母材そのものが従来同様の鋼板であるため、初期摩耗に若干の効果があるのみで、著しい耐久性を備えているものではない。
【００１４】
また、ジルコニアセラミックからなるスクレーパブレード１１は、一般的に耐摩耗性・摺動性に優れているが、スクレーパブレード１１全体をジルコニアセラミックで形成したものでは、ブレードのたわみによる破損や先端部の欠けの発生などの問題があった。加えて、ジルコニアセラミック製スクレーパブレード１１の刃先１１ａは、一般的に平面研削盤にて長手方向に研磨されているため、微細なチッピングや欠けが生じ、これによってインキの掻き取りムラを発生させて、印刷媒体に影響を及ぼすという問題があった。
【００１５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、ロールの長寿命化に伴い寿命の長い高速対応可能な印刷用スクレーパを提供し、印刷トラブルを防止することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の印刷用スクレーパは、円柱体の外周側面にスパイラル状の溝部を備え、該溝部に形成した刃先で印刷時のインキ等を掻き取るようにした印刷用スクレーパであって、上記刃先を、上記溝部に上記円柱体の外周側面から突出させてジルコニア製セラミックスの板状体を固定して形成したものとした。
また、本発明の印刷用スクレーパは、厚さ０．０３〜０．２ｍｍのジルコニア製セラミックスの板状体で上記刃先を形成したものとした。
【００１７】
また、上記板状体の刃先がシャフトの外周側面に形成したスパイラル状の溝より０．１〜０．５ｍｍ突出しているとともに、当該板状体の幅が１．０ｍｍ以上であり、且つ刃先面の表面粗さがＲａ０．２μｍ以下であることとした。
【００１８】
これにより、インキをきれいに掻き取ることができ、高速印刷下であっても長寿命で良好な掻き取りが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２０】
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように本発明のスクレーパ１は、鋼材またはステンレススチール材でできたシャフト３に連接した円柱体３ａに、溝のねじれ角度αにスパイラル加工された溝部３ｂを備え、この溝部３ｂに薄板状に加工されたジルコニア製セラミックスの板状体２をエポキシ系接着剤等を使用して接着剤により固定し、その刃先２ａを側面から突出させたものである。また、板状体２の刃先２ａは高速回転化でもスムーズに版胴８と摺動出来るように加工されている。
【００２１】
本発明の印刷用スクレーパ１において、円柱体３ａは鋼材またはステンレススチール材からなり、その外周側面に備えた溝部３ｂの溝のねじれ角度αは３〜１３°の範囲とすることが好ましい。この溝部３ｂにジルコニア製セラミックスの板状体２をエポキシ系接着剤等を使用して接着固定することによって、刃先２ａをスパイラル状に形成することができ、この刃先２ａを回転させながら版胴に当接させることでインキ等の掻き取りを行う。このようにスパイラル状に形成されたジルコニア製セラミックスの刃先でできた印刷用スクレーパ１は高速印刷時に伴う版胴８の高速回転時にも対応でき、ムラ無くきれいにインキ等を掻き取る効果が有ると共に、高耐摩耗を有する。
【００２２】
ここで、溝のねじれ角度αを３〜１３゜としたのは、３゜未満ではスクレーパ１の回転による掻き取りムラ発生抑制効果が得られず、１３゜を超えると薄肉に加工したジルコニア製セラミックスの板状体２がスパイラル状に加工された円柱体３ａの外周側面に形成した溝部３ｂに添ったねじりの反発応力に耐えられず、貼り着け後直ぐに剥がれたり、ジルコニア製セラミックスの板状体２自体が割れるおそれがあるためである。
【００２３】
また、上記板状体２の厚みＴを０．０３〜０．２ｍｍに薄肉加工し、その刃先２ａの表面粗さをＲａ０．２μｍ以下とすることが好ましい。
【００２４】
ここで、ジルコニア製セラミックスの板状体２の厚みＴを０．０３〜０．２ｍｍとしたのは、厚みを０．０３ｍｍ未満とすると強度が保たれず、直ぐに欠けや割れを起こしてしまうからであり、一方で、厚みが０．２ｍｍを超えると容易にスパイラル状にねじることができないから、円柱体３ａの外周側面に形成したスパイラル状の溝部３ｂに添って隙間無く貼り合わせることが困難となるからである。
【００２５】
ここで、板状体２の刃先２ａの形状は、図１（Ｄ）に示すようにさまざまな形状とすることができる。図面の左側から順番に、最も簡素である長方形型で刃先角度βを９０°とすることによって、掻き取りの際の刃欠け防止に優れ、製造を簡単としたものや、刃先角度をより鋭角にして掻き取り効率を高めたものや、逆に刃先角度を鈍角にしたものや、刃先を円柱体の外周面と同じ程度の円弧形状とすることによって最も版胴８に対する摺動性を高くし、長寿命化したもの等とすることができる。
【００２６】
なお、刃先角度βは８０°より小さくなると版胴８に食い込み易くなり、結果的に欠けが多くなる傾向にあるため、８０°以上とすることが好ましく、逆に刃先角度βが大きくなりすぎると掻き取り効果に乏しくなるため、刃先角度βは８０〜１１０°が好ましい範囲となる。
【００２７】
また、上記板状体２の刃先２ａが円柱体３ａの外周側面に形成したスパイラル状の溝部３ｂから突出量ｐは０．１〜０．５ｍｍが好ましく、さらに板状体２の幅Ｗは１．０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２８】
ここで、上記板状体２の刃先２ａの突出量ｐが０．１ｍｍ未満のときは、回転軸に添ったスパイラル状のたわみが得られず、版胴８表面へなじみ難いために、インキ掻き取りの際に、部分的にインキ７が溜まったり、漏れたりすることで、掻き取りのムラが発生する。
【００２９】
逆に突出量ｐが０．５ｍｍを超えると、先端のたわみが大きくなり、版胴８に押しつけた際に、接着固定している板状体２が外れたり刃先２ａ部の微細なチッピングや欠けから大きく割れてしまい、掻き取りができなくなる。
【００３０】
この突出量ｐは、溝部３ｂに固定したジルコニア製セラミックスの板状体２の突出した刃先２ａを円筒研削盤や万能研削盤にて研磨加工する際に、突出量ｐを０．１〜０．５ｍｍに調整して製作することで得られる。
【００３１】
このスクレーパ１は、先端の突出している刃先２ａが、版胴８への回転させながらの押し圧力によってスクリュー状のたわみが発生し、均一性に富んだ良好な掻き取りが可能となると同時に、版胴８の表面の微細なうねりに対しても、これを吸収するだけのたわみの発生が得られる。このとき、刃先２ａが上記範囲で突出することにより、たわみが発生し良好な掻き取りが可能となる。
【００３２】
また、突出量ｐが大きいほど版胴８へはなじみやすいが、一方でスパイラル状に添ってねじらせる必要があるジルコニア製セラミックスの板状体２の厚みを０．０３〜０．２ｍｍと極めて薄く製作する必要があり著しく破損し易くなる。そこで、突出量ｐを０．１〜０．５ｍｍの範囲とすることで板状体２の破損を防止することができる。
【００３３】
なお、板状体２の幅Ｗを１．０ｍｍ以上としたのは、１．０ｍｍ未満では掻き取られたインキ７がスライド排出されず、遠心力や表面張力で円柱体３ａの外周側面に形成したスパイラル状の溝１０の刃面付近に溜まることで、飛散等で版胴８にインキが逆流し、班点ムラ等の不具合が発生するからである。
【００３４】
また、刃先２ａの表面粗さをＲａ０．２μｍ以下にすることで高摺動面が得られ、被印刷体９のスピードアップ時に伴う、版胴８の高速回転時にも極めて低い摩擦に抑えられ、高速対応が可能で、なおかつ版胴８も摩耗させに難くできる優れた摺動状態の確保と刃先２ａ及び版胴８の共に長寿命化が実現できる。
【００３５】
従来の金属製スクレーパブレード１１では、摩耗が早い分、版胴１８へのなじみが早く良好な掻き取り作用をもたらしているが、ジルコニア製セラミックスのスクレーパブレードに単純に素材を変更することで、長寿命の特性を備えている反面、版胴１８へはなじみ難いという欠点及び欠け易いという欠点も備えている。ここで言うなじみとは、スクレーパブレード１１先端の微細なチッピングや欠けが摩耗して、版胴１８の全面を良好に掻き取れる事象を意味する。
【００３６】
つまり従来は、研磨加工によって発生する小さなチッピングや欠けの影響を受けていた。
【００３７】
版胴１８とスクレーパブレード１１の接触面は数十〜数百μｍの幅を持つ線接触と考えられが、版胴１８の回転方向と従来の平面研削盤による加工スジは垂直方向にあり、一部分でも微細な欠けやチッピングが発生しているといつも同じ掻き取りスジが発生してしまう。
【００３８】
これに対し、本発明のスクレーパ１では、インキ７等を掻き取るための刃先２ａが表面粗さＲａ０．２μｍ以下に仕上げ加工を備えたジルコニア製セラミックスの板状体２を円柱体３ａの外周側面に溝のねじれ角度αが３〜１３゜となるようにスパイラル状に備えることによって、刃先２ａの表面に微細な欠けやチッピングが介在してもスクレーパ１自体がスパイラル状に回転スライドし、インキ７等を掻き取るために、同じ場所に掻き取りムラを発生することを無くすことができる。
【００３９】
ここで、表面粗さＲａ０．２μｍ以下が必要な部分は図１（Ｅ）に示す刃先２ａのδの範囲である。この範囲が直接的に版胴８に摺動する部分となり、また、間接的にインキ等が掻き取られた後、吐き出される部分となる。
【００４０】
ここで、刃先２ａの表面粗さをＲａ０．２μｍ以下としたのは、Ｒａ０．２μｍを超えると、版胴との接触面で、抵抗が大きくなり欠けやチッピングの発生を促すことになったり、高速印刷対応時には摺動面の摩擦熱の発生により、刃先２ａを構成するジルコニア製セラミックスの素材が相変態を引き起こし、強度劣化の末、割れてしまうからである。
【００４１】
次に上記スクレーパ１を使用するときは、図２の概略側面図に示すように、スクレーパ１のシャフト３を矢印の方向に回転させながら、スクレーパ１の先端を凹版印刷版の版胴８に接触させつつ矢印の方向に回転させ、版胴８表面にスクレーパ１の先端が回転移動にてスライド面圧をかけ版胴８の余分な印刷インキ７を掻き取る。
【００４２】
なお、本発明のスクレーパ１を実際に回転させる好ましい回転数はｒ．ｐ．ｍ（１分間での回転数）で１５〜８０が良い。回転数が遅くなると版胴８のインキ等の残りが厚くなりインキの無駄が多くなる傾向にあり、一方で回転数が早過ぎても掻き取り時にインキ等の凝集箇所を効率的に除去することができず、結果的に斑点やムラの発生が出てくる傾向にあることから、上記回転数ｒ．ｐ．ｍで１５〜８０が好ましい。
【００４３】
また、掻き取り効率にも関係する図１（Ｂ）に示す溝部３ｂ間の溝（板状体２）間のピッチ角度θの好ましい範囲は４５°以下である。これは言い換えるとスクレーパ１の溝部３ｂの本数でも表され、４５°は８本分に当たり、好ましくは溝部３ｂを８本以上有することが好ましく、特に製造コスト的には１２本までが良い。８本を下回る溝部３ｂでは、回転数を早過ぎる傾向と同じインキ等の凝集箇所を効率的に除去することができず、結果的に斑点やムラの発生が出てくる悪影響が表れてくる。
【００４４】
ここで、インキ供給層６は版胴８にインキ７を供給する為の受け皿で、インキ７が不足しないように一定の液量を蓄えられるように工夫してある。圧胴５は、被印刷体９を一定圧力で版胴８に押し付け、版胴８からインキ７を被印刷体９へ転写させる役割を果たしている。
【００４５】
次に、板状体２及びその刃先２ａの加工方法を簡単に説明する。板状体２は厚みが０．０３〜０．２ｍｍで幅が１．０ｍｍ以上で長さも３５０ｍｍ〜１０００ｍｍ程度で、極めて細長い形状が必要なため、押し出し成形方法及びテープ成型方法で生成形したジルコニア製セラミックスを大気雰囲気のバッチ式の焼成炉にて１４００℃で１時間吊り焼き焼成したものを平面研削盤にて研削加工して得られる。研削加工は長さ方向に番定＃２００のダイヤモンドツールにて研削加工し、厚み０．０３〜０．２ｍｍになるように仕上げ、刃先２ａの面の幅加工は長さ方向に番定＃８００以上のダイヤモンドツールで研削加工することでＲａ０．２μｍ以下の面粗さ及びサイズを形成することができる。なお、余分な長さの加工はスライシング加工にて揃えることができる。
【００４６】
【実施例】
（実験例１）
表１は、本発明の金属製シャフトに連接した円柱体の外周側面に形成したスパイラル状の溝加工を施したものに板状体のジルコニア製セラミックスを貼り付けた構造の数点を条件と比較例として従来構造のジルコニア製セラミックス及び本発明構造体にＳＫＤ素材の板状体を貼り付けたものとでの掻き取り性能と寿命評価についてまとめたものである。
【００４７】
何れの刃先も摺動条件を統一するために、その表面粗さをＲａ０．０１〜０．０３μｍの範囲内に合わせて加工を施した。
【００４８】
【表１】
0003934994.tif 000002
【００４９】
この結果より、本発明の好適範囲外のＮｏ１はジルコニア製セラミックスの板状体の厚みが０．０２ｍｍで薄く欠けや割れが発生し、結果としてスジが発生した。Ｎｏ３およびＮｏ８はねじれ角度が１８゜と１５゜で角度がきつく、貼り着け時の不可でやはり欠けや割れが発生し、結果としてスジが発生した。Ｎｏ６およびＮｏ９はねじれ角度が２゜と０゜で角度が不十分であり、高速回転に掻き取り効率が追いつかず、結果的にムラが発生した。Ｎｏ１３及びＮｏ１４はジルコニア製セラミックスの板状体の厚みＴが０．２３ｍｍと０．３０ｍｍで厚すぎる為に金属のスパイラル状の溝に添って一様に貼り着けることが困難となり、隙間やクラックが発生し、結果としてスジが発生した。また、本発明の範囲外であるＮｏ１５とＮｏ１６は厚みＴ＝０．１５ｍｍのＳＫＤの金属ブレードを用いたが、何れも寿命が短く頻繁に取り替えが必要となることがわかり、Ｎｏ１５はねじれ角度も０゜であることから、ムラの発生もあった。よって本発明の範囲外のものは掻き取り状態が悪く高速印刷時に適応できないことがわかる。
【００５０】
（実験例２）
表２については、本発明の金属製シャフトに連接する円柱体の外周側面に形成したスパイラル状の溝加工を施したものに板状体のジルコニア製セラミックスを貼り付けた構造において、貼り付けるジルコニア製セラミックスの厚みＴが０．１０ｍｍで、ねじれ角度が１０゜に統一された条件下で、それぞれの上記板状体の刃先が円柱体の外周側面に形成したスパイラル状の溝の最外周面より突出する量と、当該板状体の幅、および刃面の表面粗さをそれぞれ条件を組み合わせ比較したもので、掻き取り性能と寿命評価についてまとめたものである。
【００５１】
【表２】
0003934994.tif 000003
【００５２】
この結果より、本発明の範囲外のＮｏ１は円柱体の外周側面に形成したスパイラル状の溝の最外周面からの突出量が０で全くなく、インキを掻き取る際の僅かなたわみが全く得られず、またジルコニア製セラミックスの板状体とスパイラル状の溝の最外周面との間に僅かな隙間ができ、結果的にインキの逆流が発生した。
また、本発明の好適範囲外のＮｏ４およびＮｏ８はジルコニア製セラミックの板状体の幅が０．８ｍｍと０．７ｍｍで浅いために、板状体底面に溜まったインキが高速回転時の遠心力などで逆流することにより、結果的にムラが発生した。Ｎｏ７はジルコニア製セラミックスの板状体の刃部の表面粗さＲａが０．２５μｍで粗いため掻き取り時の摺動抵抗が大きくなり、欠けや割れが発生すること、または摺動熱による高温化により熱劣化（相変態）が発生し、クラックが発生し、結果的にスジが発生した。
【００５３】
Ｎｏ１２およびＮｏ１３は円柱体の外周側面に形成したスパイラル状の溝の最外周面からの突出量が０．６ｍｍと０．８ｍｍで多過ぎるため、Ｎｏ１２で接着外れによるムラの発生およびＮｏ１３ではたわみに耐えきれない為に欠けや割れが発生し、結果的にスジが発生した。よって本発明の範囲外のものは掻き取り状態が悪く高速印刷時に適応できないことがわかる。
【００５４】
【発明の効果】
以上記述したように、本発明によれば、円柱体の外周側面にスパイラル状の溝を備え、該溝のエッジ部に形成した刃先で印刷時のインキ等を掻き取るようにしたスクレーパであって、少なくとも上記刃先をジルコニア製セラミックスで形成したことによって、長寿命化が可能となり、かつ、高速印刷下でも均一にムラ無く安定して掻き取ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の印刷用掻き取りスクレーパを示しており、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は概略断面図、（Ｃ）は概略拡大部分断面図、（Ｄ）は板状体のさまざまな形態を示す側面図、（Ｅ）は刃先の拡大図である。
【図２】  本発明の印刷用スクレーパを用いて版面のインキを掻き取る状態を示す概略側面図である。
【図３】  （Ａ）（Ｂ）は従来の印刷用掻き取りブレードを示す側面図である。
【図４】  従来の印刷用掻き取りスクレーパを用いた版面の印刷インキを掻き取る状態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１：スクレーパ
２：板状体
２ａ、１１ａ：刃先
３：シャフト
３ａ：円柱体
ａ、ｂ、ｃ、ｄ：板状体２の刃先２ａの形状
Ｔ：板状体２の厚み
Ｗ：板状体２の幅
P：突出量
α：溝のねじれ角
β：掻き取り部の刃先２ａの角度
δ：面粗さＲａ０．２μｍ以下の範囲
θ：溝（板状体２）間のピッチ角度
５、１５：圧胴
６、１６：インキ供給槽
７、１７：インキ
８、１８：版胴
９、１９：被印刷体
１０：外周側面に形成したスパイラル状の溝
１１：スクレーパブレード
２０：保持機構
【図１】
0003934994.tif 000004
【図２】
0003934994.tif 000005
【図３】
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【図４】
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