(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯にゴム材を巻き付けたワイピングローラ基体を回転できるように支持し、前記ワイピングローラ基体の外周部にゴム材及び／又は樹脂材としてのペーストを前記ワイピングローラ基体に対向したブレードにより塗布し、前記ペーストが塗布されたワイピングローラの焼成を行うワイピングローラ成形装置において、前記ペーストが塗布されたワイピングローラの表面に接触してワイピングローラ表面上のペーストを平滑にならす形状が複数の針形状であるペーストならし部材を付設していることを特徴とするワイピングローラ成形装置。
【請求項２】
前記ペーストならし部材は、振動を伝播する振動付与装置を連結していることを特徴とする請求項１記載のワイピングローラ成形装置。
【請求項３】
前記ペーストならし部材は、熱エネルギーを伝播する熱エネルギー付与装置を連結していることを特徴とする請求項１又は２記載のワイピングローラ成形装置。
【請求項４】
前記ブレードは、刃先の一つの面が刃面であり、もう一方の面が平面である片刃であって、前記ブレード刃先の平面に、所定の量ワイピングローラ側に突出する複数のペースト切り部材を付設していることを特徴とする請求項１乃至３記載のワイピングローラ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹版印刷機に用いるワイピングローラを成形するためのワイピングローラ成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
凹版印刷機では、凹版版面の余剰なインキを洗浄するためにワイピングローラが用いられており、このワイピングローラ自体の成形はワイピングローラ成形装置によって行われている。一般的なワイピングローラ成形装置の概略構成図を図８に示す。ワイピングローラに用いるペーストは粘性が２ＰａＳ〜４ＰａＳであり、印刷機用のローラ製造に一般的に用いられる方法である鋳型にペーストを注入し焼成する方法では、気泡、水泡などが多く入り込むことから所望するワイピングローラ（５）を得ることが困難である。このことから、ワイピングローラの成形については、軸芯（１４）にゴム材（１５）を巻き付けたワイピングローラ基体（１３）に対して、隣接するブレード（３）との間にペースト（２）を投入し、一層ごとのペースト層を塗布した後、保温カバー（７）を閉じることで密閉し、焼付け機構にて焼成することで、その層を硬化して固定させ、一旦冷却水にて塗布したペーストの固化を行い、ローラ表面の乾燥を行った後、その上にまた同様の手順によってペースト層を塗布し、焼付け硬化、固定を行って、結局、複数層からなるペースト層を成形し、ワイピングローラ（５）を成形している。
【０００３】
一般的なペーストの塗布機構としては、被塗布体であるワイピングローラ基体（１３）に対して図９に示すような略矩形のブレード（３）を接して、ワイピングローラ基体（１３）とブレード（３）の間にペースト（２）を貯留し、ワイピングローラ基体（１３）の外周に所望厚さのペースト層が塗布できるように成形装置の機台（１）に懸架させたワイピングローラ基体（１３）を電動機構（６）により回転させるとともに、移動機構（４）によりブレード（３）の位置調整を行い、焼成するものが知られている。
【０００４】
現状のペーストの塗布機構を詳説すると、まず、ブレード位置について設定を行い、ワイピングローラ基体とブレードが当接する部分の間隙を薄膜のゴム材及び／又は樹脂材からなるペーストを層形成できる位置まで手動又は自動により移動する。次に、ペーストを規定量計量し、上述したワイピングローラ基体とブレードが接する部分に投入する。次に、ワイピングローラ表面にペーストの薄膜なペースト層を形成するため、ブレードを手動又は自動により段階的に後退させて所望のペースト層を形成するものである。
【０００５】
一般にワイピングローラのような高粘度ペーストを用いて行う焼成は、前述のとおり鋳型を用いてペーストを注入し焼成すると、エアーが多く混入することから、段階的に少量のペーストを塗布し、焼成することを繰り返す方法が用いられる。しかし、従前技術では、ペーストを塗布するブレードが接触していたペースト層から離間するとき、ペーストの塗布面に、スジ状の欠陥が生じ易くなるという問題があった。なお、このスジ状の欠陥を“繋ぎ目”あるいは“波打ちスジ（ビード筋）”と称している。また、ペーストの脱泡処理は行っているものの、僅かには水泡、気泡が内在することになり、品質の良い均一な塗布面が得られないことがあった。
【０００６】
前述の問題点を解決する方法として、本願出願人は、塗布量の増加によるワイピングローラ径の加減に順じてドクターナイフ（ブレード）の進退移動を自動制御する機構、即ち、ワイピングローラ成形においての一部ドクターナイフ進退移動の自動化について既に出願した（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特許第３２１５８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した先行技術である特許文献１を用いた場合、ワイピングローラからブレードを離間させる塗布作業の一部自動化が実現できることから、ペーストを略均一に塗布することが可能である。しかしながら、特許文献１の技術は、ブレードの進退の自動制御であり、僅かな省人化は図れるが、ブレード刃先に付着したペーストが一度に完全に離間しないことから、ペーストに過多のエアーが入り込んだり、あるいは水分が入り込んだりすることがある。また、ワイピングローラに発生する繋ぎ目を解消することは難しいものであった。
【０００９】
前述した繋ぎ目は、インキの拭き取りを困難にすることから、生産性を悪くするばかりでなく、凹版印刷製品の品質を阻害するものである。近年、証券印刷に用いる凹版印刷製品には精巧な品質が求められている現状から考えると、品質の良いワイピングローラを常時使用することが望まれていた。また、品質の悪いワイピングローラを用いることは、ローラの耐久性を阻害することやローラの過多使用に繋がり、このことがコスト負荷及び作業負荷の増大の要因となっており、ワイピングローラ塗布技術として、ローラ表面を平滑な表面層とすることのできる塗布技術が求められていた。
【００１０】
また、ワイピングローラに気泡、水泡が入り込んでしまうと、その箇所に洗浄液が滞留することになり、印刷製品に残留洗浄液が付着し印刷物品質を著しく損なうことになる。この場合、ワイピングローラに再加工を施すことやワイピングローラそのものを交換せざるを得ない場合があり、極めて非効率であった。このような背景から凹版印刷に用いるワイピングローラは、製造時において、気泡、水泡の内在を排除するとともに、均一な塗布層が得られる品質の良いものが求められていた。現在まで、ワイピングローラに出現する繋ぎ目や気泡、水泡の排除対策は施されておらず、少なからず改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような課題を解決するため、本発明のワイピングローラの成形装置は、軸芯にゴム材を巻き付けたワイピングローラ基体を回転できるように支持し、ワイピングローラ基体の外周部にゴム材及び／又は樹脂材としてのペーストをワイピングローラ基体に対向したブレードにより塗布し、ペーストが塗布されたワイピングローラの焼成を行うワイピングローラ成形装置において、ペーストが塗布されたワイピングローラの表面に接触してワイピングローラ表面上のペーストを平滑にならすペーストならし部材を付設しているワイピングローラ成形装置である。
【００１２】
また、ペーストならし部材は、ワイピングローラに接触する部材の形状が複数の針形状であるワイピングローラ成形装置である。
【００１３】
また、ペーストならし部材は、振動を伝播する振動付与装置を連結しているワイピングローラ成形装置である。
【００１４】
また、ペーストならし部材は、熱エネルギーを伝播する熱エネルギー付与装置を連結しているワイピングローラ成形装置である。
【００１５】
また、ブレードは、刃先の一つの面が刃面であり、もう一方の面が平面である片刃であって、ブレード刃先の刃面の形状が少なくとも二段階の屈曲部を有しているワイピングローラ成形装置である。
【００１６】
また、ブレードは、刃先の一つの面が刃面であり、もう一方の面が平面である片刃であって、ブレード刃先の平面に、所定の量ワイピングローラ側に突出する複数のペースト切り部材を付設しているワイピングローラ成形装置である。
【００１７】
さらに、ブレードは、表面の一領域がセラミックス、フッ素化合物又はポリテトラフルオロエチレンにて被覆されている態様であるワイピングローラ成形装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のワイピングローラ成形装置は、二段階の屈曲面の刃先を有するブレードを用いていること、ブレード表面をペーストとの反発性が高い樹脂等にて被覆していること、ブレード先端にペースト切り部材を有していること及びペーストならし部材を設けてその先端を針形状とするとともに振動あるいは加熱といった機械的にエネルギーを付与したことにより、ペーストとブレードの接触領域を小さく設計できることから、ペーストのメニスカス形状を複数に分割することが可能となり、ワイピングローラ表面上に出現する塗布ムラである繋ぎ目の発生が抑制されて、膜厚の均一な良質のワイピングローラを成形することが可能となり、結果的に品質の良い印刷製品が製造できるという効果を奏する。
【００１９】
また、ペーストならし部材に振動を付与させることでダイラタンシーを誘発させ、気泡を上層へ転移させることができ、気泡の内在を抑制することが可能となる。また、ペーストならし部材に熱エネルギーを伝播させることで、ペーストに対して電気的な導通を確実なものにすることができ、その熱エネルギーによりペーストの局所的な気泡、水泡の気化が行われ、ローラに内在することが抑制できることから、品質が良く長期使用に適したワイピングローラを得ることが可能となるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明のワイピングローラ成形装置は、ワイピングローラ表面に出現する繋ぎ目の解消やワイピングローラに内在する気泡、水泡を効果的に排除することができることから、一度に塗布するペーストの塗布量を僅かに多くすることも可能となり、ローラ焼成における工程数の減少が図れるとともに、作業手間が省力化でき、従前の塗布作業と比較して、効率的にワイピングローラの塗布作業を行うことができるという効果を奏する。
【００２１】
さらに、ワイピングローラが連続的かつ安定的に焼成できることから、ローラ製造に用いる材料が節約できるとともに、ローラ焼成にかかる設備が大掛かりでなくて済むことから、ワイピングローラ作製にかかるコストの低廉化が実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係るワイピングローラ成形装置の好ましい形態について、添付図面を用いて詳説する。図１は本発明におけるワイピングローラ成形装置の全体構成を説明する概略図であり、図２はその斜視図である。また、図３には本発明のブレードの概略図を、図４、図５には別形態のブレードの概略図を、図６には本発明におけるペーストならし部材の概略図をそれぞれ示す。さらに、図７は本発明におけるワイピングローラ成形方法の工程図の一例であり、図８には一般的なワイピングローラの成形装置の概略図、図９には一般的なブレードの概略図の一例、図１０にはワイピングローラ状態を説明する概略図をそれぞれ示している。
【００２３】
最初に図１０を用いて、ワイピングローラの態様を定義付ける。図１０（ａ）に示すように、軸芯（１４）にゴム材（１５）を被覆した形態をワイピングローラ基体（１３）と称しており、また、図１０（ｂ）に示すように、ワイピングローラ基体（１３）にペースト（２）を巻き付けた形態をワイピングローラ（５）と称している。
【００２４】
図８に示すように、一般的なワイピングローラ成形装置は、ワイピングローラ基体（１３）を回転できるように懸架させる機台（１）と、ワイピングローラ基体（１３）との間にゴム材及び／又は樹脂材からなるペースト（２）を滞留するブレード（３）と、ペースト（２）を塗布するために、ブレード（３）をワイピングローラ基体（１３）に対して進退移動させるための移動機構（４）と、ペースト塗布後のワイピングローラ（５）を焼成するための図示しない熱源供給装置と、ワイピングローラ（５）を密閉する保温カバー（７）から構成されている。
【００２５】
機台（１）に懸架されたワイピングローラ基体（１３）は、電動機構（６）により回転しており、近傍に配設されたブレード（３）との間に滞留させたペースト（２）を適宜ワイピングローラ表面の全体へ均一に塗布する。ここで、ブレード（３）はワイピングローラ基体（１３）に対しペースト（２）を均一に塗布するため、移動機構（４）を用いて、ローラとの適正な間隙を保持している。ブレード（３）の移動機構（４）については、増加するワイピングローラ径に合わせてワイピングローラ（５）とブレード（３）の間隙を維持するため、シャフトを伝い、ハンドルを用いて段階的に移動できる機構としたものや、ブレード（３）の後退移動を制御するサーボモータを活用して移動させるものがある。
【００２６】
ワイピングローラ基体（１３）にペースト（２）の塗布が行われた後、図示しないカバー開閉機構により、保温カバー（７）を閉じて、およそ２００℃の温度で加熱焼成する。この手順を所望するワイピングローラ径まで繰り返し、ワイピングローラ（５）を成形する。ここで、一般的なワイピングローラ成形装置に用いられているブレード（３）は、図９に示すように、略矩形であるブレード（３）が用いられている。
【００２７】
一方、本発明のワイピングローラ成形装置は、図１に示すように、機台（１）にワイピングローラ基体（１３）を懸架させており、ワイピングローラ基体（１３）の近傍にゴム材及び／又は樹脂材であるペースト（２）を塗布するためのブレード（３）を備えているとともに、ワイピングローラ（５）の回転方向の後方にブレード（３）から塗布されたペースト（２）をならすためのペーストならし部材（８）を備えている。ここで、ペーストならし部材（８）には、部材の先端まで振動を伝播する振動付与装置（９）を連結する場合や、熱エネルギーを付与する熱エネルギー付与装置（１０）を連結する場合もある。振動付与装置（９）は、５Ｎ乃至３０Ｎの加振力が付与できるものを主体としており、熱エネルギー付与装置（１０）は、１０℃乃至６０℃の範囲においてペーストならし部材（８）を加温できるものを主体としている。
【００２８】
また、ブレード（３）は、ワイピングローラ基体（１３）へのペースト（２）の供給時において、ブレード（３）とペースト（２）との離間を適正にするために、図３に示すように、ブレード先端の形状が二段階の屈曲部を有しているブレード（３）を用いており、その材質は金属である。なお、図３（ａ）は、ブレード（３）の外観図であり、図３（ｂ）は、側面から観察した斜視図である。
【００２９】
また、ブレード（３）の先端がペースト面に進入する角度、ペースト面から離間する角度が各々調整できるように、ブレード（３）をペースト面に対して進退可能なように移動機構（４）を設けた構成としている。さらに、図４に示すように、ブレード（３）の態様として、ペースト（２）と接触する箇所の表面に、ペースト（２）との反発性が高いセラミックス、フッ素化合物またはポリテトラフルオロエチレンを被覆する場合もある。これらは、ブレード（３）からペースト（２）が離間する場合に、ブレード（３）にペースト（２）が付着し易くなっている状態ではエアーが混入し易く、最終的に得られる塗布面へ出現するスジ等の欠陥である繋ぎ目を抑制するためになされている。なお、図示していないが、ブレード（３）のエッジにおけるエッジ全長を長くすることや、そのエッジ面を大きな曲率を有した曲面、多角形面、凹凸面、あるいはまったくの平面としている場合もある。
【００３０】
また、図２は、ワイピングローラ成形装置を上部から観察した斜視図である。図２に示すように、ペーストならし部材（８）は、ワイピングローラ（５）に対向して配設されており、ペーストならし部材（８）の態様は、例えば、図６に示すように先端が針形状としている場合がある。ここで、図６（ａ）は、ペーストならし部材（８）の外観図であり、図６（ｂ）は、側面から観察した斜視図である。なお、ペーストならし部材（８）は、ペースト（２）を効果的にならすことが可能であれば、特に針形状に限定されるものではない。
【００３１】
また、ペースト（２）をブレード（３）から効果的に離間するために、図５に示すように、ブレード（３）に付設され、ワイピングローラ側に所定の量移動可能である複数の先端が鋭角であるペースト切り部材（１１）をブレード長にわたり設けている態様とした場合がある。このペースト切り部材（１１）は、具体的にはＶ字状としたものが挙げられる。また、ブレード（３）は、金属製であることが強度及び耐磨耗性の点から好ましく、特に、強度及び耐磨耗性に優れているだけでなく、耐腐食性にも優れている観点から、ステンレス鋼が好ましい。
【００３２】
例えば、ブレード平面に設置したペースト切り部材（１１）は、ワイピングローラ（５）に対して、別途図示しない駆動機構により可動することができ、遊転自在にしてワイピングローラ上のペースト（２）に対する接触度合いを調整することが可能である。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、ブレード（３）に付設されたペースト切り部材（１１）の可動状態の変化を示している。なお、ペースト切り部材（１１）の材質は、金属又は樹脂のいずれであってもよい。
【実施例】
【００３３】
本発明における実施の例示について、図７の工程図に基づき詳述する。まず、図１及び図２に示すように本発明のワイピングローラ成形装置は、およそφ１５０ｍｍの軸芯（１４）である鉄芯にゴム材（１５）としてベークライトをおよそφ３２０ｍｍまで巻付けてなるワイピングローラ基体（１３）を回転させるように懸架できる機台（１）に配置し、下方に配置した電動機構（６）により回転させる（ＳＴＥＰ１）。
【００３４】
次に、このワイピングローラ基体（１３）に、ブレード（３）とワイピングローラ基体（１３）の間隙に滞留させたペースト（２）（例えば、ＰＶＣ；ポリ塩化ビニル）を一度当たりおよそ３００ＣＣ投入し、薄膜状に塗布する。場合により、ペースト（２）には金属酸化物（例えば、ＰＵ；ポリウレタン）を含む場合もある。ここで、ブレード（３）は、ワイピングローラ基体（１３）に対して進退移動させるための移動機構（４）にて、ローラ回転ごとの間隙調整を行っている。また、図３に示すように、ブレード（３）は、ブレード刃面が二段階の屈曲部を有している形状であり、刃先に近い一番刃先面（α）を４０度、二番刃先面（β）を２０度と設定したものを用いた。さらに、図４に示すように、ペースト（２）と接触する箇所の表面をセラミックス材（１２）にて被覆したブレード（３）を用いた。
【００３５】
また、図５に示すように、ブレード（３）は、ブレード（３）に付設されワイピングローラ表面のペースト（２）に対して進退自在に接触することが可能であり、先端が鋭角である、例えば鋸形状とした樹脂製（例えば、タンガロイ）のペースト切り部材（１１）を設けている。なお、ペースト切り部材（１１）のＶ字溝の間隔は、ペースト切り部材（１１）の移動にともない、１ｍｍ及至１５ｍｍの範囲において、任意に調整することが可能である（ＳＴＥＰ２）。
【００３６】
次に、ペーストならし部材（８）をワイピングローラ（５）接触させ、表面のペースト（２）をならすことになる。図６に示すように、ペーストならし部材（８）は、先端形状が針形状であり、ステンレス製の金属にて被覆されている。ペーストならし部材（８）の針形状としての態様は、針形状の長さ１５ｍｍ乃至２５ｍｍ（本実施例では、２０ｍｍ）である。ここで、針形状の長さを１５ｍｍ以下とした場合、ペーストならし部材（８）に連結した振動付与装置（９）からの振動が伝播しにくく、また、針形状の長さを２５ｍｍ以上とした場合、熱エネルギー付与装置（１０）にからの熱エネルギーの伝播が僅かに困難になることを確認している。なお、ペーストならし部材（８）の先端部以外の母材の材質には、導電性を有する炭素鋼を用いている。
【００３７】
また、ペーストならし部材（８）に振動を付与させる振動付与装置（９）として、例えば、５１１−Ａ（エミック株式会社製）を用いており、およそ２０Ｎの振動を伝播させるようにしている。また、ペーストならし部材（８）に熱エネルギーを付与する熱エネルギー付与装置（１０）として、例えば、ニクロム線加温機を用いており、およそ４０℃の熱エネルギーを伝播させるようにしている（ＳＴＥＰ３）。
【００３８】
その後、ペースト塗布後のワイピングローラ（５）を焼成するための図示しない熱源供給装置により、およそ２００℃の熱エネルギーを供給し、ワイピングローラ（５）を密閉する保温カバー（７）を閉じた後、約４０分間加熱することで焼成を行い、冷却することで、ワイピングローラ基体（１３）にペースト層が積層できる。この作業を例えば３回繰り返すと、所望するおよそφ３４０ｍｍのワイピングローラ（５）が成形できることになる（ＳＴＥＰ４）。
【００３９】
このＳＴＥＰ１乃至ＳＴＥＰ４を規定の回数分繰り返すことで、所望の成形層を数層成形して、規定のワイピングローラを完成させる。
【００４０】
上述した各種機能を備えたワイピングローラ成形装置を用いて、ワイピングローラを作製したところ、気泡、水泡がまったくなく、さらに、ブレードからのペースト離間時においても離間が適正であることから、ワイピングローラとして品質の良いものを作製することが可能であった。同時に、ワイピングローラ成形時において、通常のペースト投入量２００ｃｃより多く投入した（実施例として３００ｃｃ）場合においても品質の良いワイピングローラを得ることが可能であった。
【００４１】
なお、ワイピングローラの成形後における塗布面のムラを、複数の測定ポイントの膜厚を非接触にて測定する膜厚測定手段と、測定された各測定ポイントの膜厚から任意の測定ポイント間における膜厚の変化率を求める演算手段と、変化率をあらかじめ設定されたしきい値と比較することにより、塗布ムラの有無を判定する判定手段にて定量的に検出する方法を付加することは容易に推量できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のワイピングローラ成形装置を示す概略図である。
【図２】本発明のワイピングローラ成形装置の別角度から観察した斜視図である。
【図３】本発明におけるブレードを示す概略図である。
【図４】本発明における別形態のブレードを示す概略図である。
【図５】本発明における別形態のブレードを示す概略図である。
【図６】本発明におけるペーストならし部材の一例を示す概略図である。
【図７】本発明におけるワイピングローラ成形方法の一例を示す工程図である。
【図８】一般的なワイピングローラ成形装置の一例を示す概略図である。
【図９】一般的なブレードの一例を示す概略図である。
【図１０】ワイピングローラ状態を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  機台
２  ペースト
３  ブレード
４  移動機構
５  ワイピングローラ
６  電動機構
７  保温カバー
８  ペーストならし部材
９  振動付与装置
１０  熱エネルギー付与装置
１１  ペースト切り部材
１２  被覆材
１３  ワイピングローラ基体
１４  軸芯
１５  ゴム材
α    一番刃先面の角度
β    二番刃先面の角度
【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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