塗工装置
【課題】版胴の外周面に形成された多数のセル内に気泡が混入しないようにすることで塗工ムラを抑える。
【解決手段】外周面２ａに多数の微細なセルを有する版胴２と、塗工液Ｌを貯溜する液溜部４０を有する塗工チャンバー４とを備える。塗工チャンバー４は、版胴２の外周面２ａの一部を塗工液Ｌに浸すように液溜部４０に収容配置する。液溜部４０に貯溜された塗工液Ｌを循環させる塗工液循環装置８を備える。シールプレート５は液溜部４０の版胴回転方向上流側をシールする。ドクターブレード６は液溜部４０の版胴回転方向下流側をシールするとともに、版胴２がブレード先端を通過する際に塗工液Ｌをセル以外に付着しないように掻き取る。塗工液循環装置８は、ドクターブレード６のブレード先端が液溜部４０内の塗工液Ｌに常時浸されるように塗工液Ｌを循環させ、且つ、液溜部４０を循環する塗工液Ｌを大気に開放させるように構成される。
【解決手段】外周面２ａに多数の微細なセルを有する版胴２と、塗工液Ｌを貯溜する液溜部４０を有する塗工チャンバー４とを備える。塗工チャンバー４は、版胴２の外周面２ａの一部を塗工液Ｌに浸すように液溜部４０に収容配置する。液溜部４０に貯溜された塗工液Ｌを循環させる塗工液循環装置８を備える。シールプレート５は液溜部４０の版胴回転方向上流側をシールする。ドクターブレード６は液溜部４０の版胴回転方向下流側をシールするとともに、版胴２がブレード先端を通過する際に塗工液Ｌをセル以外に付着しないように掻き取る。塗工液循環装置８は、ドクターブレード６のブレード先端が液溜部４０内の塗工液Ｌに常時浸されるように塗工液Ｌを循環させ、且つ、液溜部４０を循環する塗工液Ｌを大気に開放させるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材に塗工液を塗工する塗工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般的な塗工装置は、特許文献１に開示されているように、外周面に多数の微細なセルを有する版胴と、塗工液を貯溜する液溜部を有する塗工チャンバーとを備えていて、上記液溜部内の塗工液を塗工液循環装置で循環させつつ、上記版胴を回転させて当該版胴の外周面に上記液溜部内の塗工液を付着させ、セル以外に付着した余分な塗工液をドクターブレードにより除去した版胴の外周面をシート材に接触させることにより、上記セル内の塗工液を上記シート材に転写するようにしている。
【０００３】
そして、上記塗工装置の液溜部は、下側部分が塗工液で満たされる一方、上側部分が空気層になっていて、上記ドクターブレードのブレード先端が上記版胴の外周面と接触した状態で常時液溜部の空気層に晒される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１７１２２３号（段落００１１〜００１６欄、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、塗工装置には、版胴のセル内に気泡が混入すると塗工液をシート材へ転写する際に塗工ムラが生じてしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、塗工液をシート材へ転写する前にセル内の気泡を無くす必要があるが、多くの塗工装置では、版胴を回転させながら上記セルを液溜部の塗工液に浸している途中の段階で順次上記セル内の気泡と塗工液との置換が行われるものと考えられていて、上記ドクターブレードは、セル以外に付着した余分な塗工液を除去するだけのものと考えられていた。
【０００７】
これに対し、本発明者等は、版胴を回転させながら上記セルを上記液溜部内の塗工液に浸している途中の段階において順次セル内の気泡と塗工液とを置換するという考え方だけではなく、セル内の気泡と塗工液との置換にドクターブレードのブレード先端周辺に位置するセルも活用できないかということに着目して研究を進めた。即ち、セルがドクターブレードのブレード先端を通過する際、或いは、通過する直前の段階でもセル内における気泡と塗工液との置換を促進できないかという観点で検討を行った。
【０００８】
そして、本発明者等は、特許文献１の如きドクターブレードのブレード先端を空気層に晒すという考え方を根本的に見直し、液溜部内を循環する塗工液の流量を増やして液溜部内を塗工液で充満させ、ドクターブレードのブレード先端を液溜部内の塗工液に常時浸すということを試みた。すると、ドクターブレードのブレード先端周辺の圧力が高くなり、ドクターブレードのブレード先端周辺におけるセル内の気泡と塗工液との置換が促進されるという知見を得るに至った。
【０００９】
しかし、上述の構成では、液溜部内の圧力が高くなり過ぎてしまい、版胴の外周面と液溜部開口周縁との間のシール部分から塗工液が漏れてしまうことが懸念された。また、塗工液の流量が増えることにより液溜部内及び排出通路が満たされてしまうと、サイフォン現象により、液溜部内の圧力が下がってしまい、液溜部内を高圧状態に保てず、かえってセル内の気泡と塗工液との置換を促進させることができなくなってしまうこともあった。
【００１０】
つまり、本発明者等は、液溜部内を循環する塗工液の流量を単に増やして上記液溜部内の圧力を高くするだけではうまくいかないことを理解した。
【００１１】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、版胴と塗工チャンバーとの間からの塗工液の液漏れを防ぎ、且つ、セル内の気泡と塗工液との置換を促進させることができ、セル内の気泡を無くして高品質なシート材への塗工が可能な塗工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明者等は、ドクターブレードのブレード先端を塗工液で浸しつつ、上述の問題を解決することについて更に研究を重ねた。そのために、ドクターブレードのブレード先端を塗工液に常時浸しつつ、液溜部内の圧力を高くし過ぎないようにする構成を突き詰めていった。その結果として、本発明は、液溜部の液面をドクターブレードのブレード先端より高い位置に維持させ、且つ、液溜部を循環する塗工液を大気に開放させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
具体的には、外周面に多数の微細なセルを有し、回転動作により上記セル内の塗工液をシート材に転写する版胴と、上記塗工液を貯溜する液溜部を有し、上記版胴の外周面の一部を上記塗工液に浸すように上記液溜部に収容配置し、上記塗工液を上記液溜部に対して流出入させる流入通路及び流出通路が上記液溜部の一端側と他端側とに離間して設けられた塗工チャンバーと、上記液溜部に貯溜された塗工液を上記流入通路及び流出通路を介して循環させる塗工液循環手段と、上記塗工チャンバーの流入通路側に設けられ、プレート先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向上流側をシールするシールプレートと、上記塗工チャンバーの流出通路側に設けられ、ブレード先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向下流側をシールするとともに、上記版胴が上記ブレード先端を通過する際に塗工液を上記セル以外に付着しないように掻き取るドクターブレードとを備えた塗工装置において、次のような解決手段を講じた。
【００１４】
すなわち、第１の発明では、上記塗工液循環手段は、上記ドクターブレードのブレード先端と上記版胴の外周面との摺接箇所が上記液溜部内の塗工液に常時浸されるように塗工液を循環させ、且つ、上記液溜部を循環する塗工液を大気に開放させるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明では、第１の発明において、上記塗工液循環手段は、上記液溜部の全領域が満たされるように塗工液を循環させることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記塗工チャンバーは、上記流入通路が下側に位置し、且つ、上記流出通路が上側に位置するように上記版胴の側方に配置され、上記液溜部の上部には、上記版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部の少なくとも一方に向かって次第に上傾しながら延びる傾斜通路が設けられ、上記流出通路は、流出口を有し、且つ、上記液溜部上部に設けられ、上記流出口は、上記傾斜通路の版胴回転軸方向端部に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
第４の発明では、第３の発明において、上記傾斜通路は、当該傾斜通路の延出方向と交差する断面において略円弧状に上方に湾曲していることを特徴とする。
【００１８】
第５の発明では、第３又は第４の発明において、上記流出口は、上記シート材の幅方向端部より外側に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明では、液溜部の塗工液に常時浸されるドクターブレードに向かって液溜部内の塗工液が版胴の回転に連れ回されて流れるので、液溜部の塗工液の圧力分布がドクターブレード先端周辺で最も高くなり、セルがブレード先端を通過する際に、万が一セル内に気泡が含まれていたとしても、ドクターブレード周辺の高圧状態の塗工液とセルに含まれる気泡とが効果的に置換されるようになり、塗工液のシート材への転写の際に塗工ムラを防ぐことができる。また、液溜部の塗工液は大気に開放されているので、液溜部内を循環させる塗工液の流量を増やしても液溜部内の全体の圧力が高くなり過ぎるといった事態が起こらず、版胴の外周面と液溜部開口周縁との間のシール部分から塗工液が漏れるのを防ぐとともに、サイフォン現象の発生を防いでドクターブレードのブレード先端周辺を高圧状態に保つことができ、気泡と塗工液との置換を促進させることができる。
【００２０】
第２の発明では、液溜部に空気層がないので、装置の作動時における振動や版胴の回転による塗工液の拡散作用等によって液溜部内の塗工液の液面が波打たなくなる。したがって、塗工液の液面の波打ちによって引き起こされる塗工液内への気泡の混入を防ぎ、セル内への気泡の混入を防ぐことができる。
【００２１】
第３の発明では、液溜部上部の塗工液が傾斜通路に案内されて流出口に向かって流れるようになり、それに伴って液溜部上部に溜まる気泡が上記傾斜通路に案内される塗工液とともに流出口に向かって移動するので、気泡を上記液溜部上部に溜めることなく効率良く流出口から排出することができる。
【００２２】
第４の発明では、液溜部上部の塗工液が、傾斜通路の湾曲面に沿って円弧軌道を描きつつ流出口に向かって移動するようになる。したがって、塗工液の傾斜通路内を移動する流れがスムーズになり、液溜部上部に溜まる気泡を効率良く流出口まで導くことができる。
【００２３】
第５の発明では、塗工液の流れが乱れ易い流出口周辺が版胴の外周面におけるシート材に対応する部分から外れるようになる。したがって、乱れのない塗工液を付着させた版胴の外周面においてシート材への塗工ができるようになり、シート材への塗工を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る塗工装置の全体構成を側面から見た概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗工装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】図１の版胴及び塗工チャンバー部分の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００２６】
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係る塗工装置１を示す。ここで塗工とは、印刷又はコーティングを含む概念を示している。上記塗工装置１は、シート材１０にグラビア印刷を行うためのものであり、外周面２ａに多数の微細なセル２ｂ（図３にのみ示す）を有する版胴２と、該版胴２の上方から上記版胴２にシート材１０を圧着させる圧胴３とを備え、上記版胴２の外周面２ａ及び圧胴３の外周面３ａで上記シート材１０を挟み込むとともに上記版胴２及び圧胴３の回転動作により上記シート材１０を上記版胴２と上記圧胴３との間を移動させながらセル２ｂ内の塗工液Ｌをシート材１０に転写するようになっている。
【００２７】
尚、図１及び図３は、本発明の塗工装置１の特徴部分を理解し易くするために、配管等の構成が見え易くなるように描いている。また、図３では便宜上、セル２ｂを誇張して記載している。
【００２８】
上記版胴２の側方には、上記版胴２の外周面２ａに沿って版胴回転軸方向に延びる略直方体形状の塗工チャンバー４が配置されている。該塗工チャンバー４は、塗工液Ｌを貯溜する液溜部４０を有し、上記塗工液Ｌに浸すように上記液溜部４０に上記版胴２の外周面２ａの一部を収容している。
【００２９】
上記塗工チャンバー４の上下方向中程には、後述するドクターブレード６と同様の役割をなす板状の樹脂製インナープレート７が液溜部４０の外周面２ａに対向する側面から上記外周面２ａに向かって下傾するように突設されていて、上記インナープレート７の先端は、上記版胴２の外周面２ａに摺接するようになっている。
【００３０】
上記液溜部４０は、上記インナープレート７によって上下方向中程の位置で下側の第１液溜部４０ａと上側の第２液溜部４０ｂとに区画されている。該第２液溜部４０ｂの上部には、図２に示すように、版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部に向かって次第に上傾しながら延びる一対の傾斜通路４０ｃが凹設されていて、該傾斜通路４０ｃは、当該傾斜通路４０ｃの延出方向と交差する断面において略円弧状に上方に湾曲していてる。そして、上記傾斜通路４０ｃは、平面視で版胴回転軸方向中途部に向かって先細形状をなしていて、その先端部分は、上記塗工チャンバー４の幅方向略中央に位置している。尚、上記傾斜通路４０ｃの先端部分は、上記塗工チャンバー４の幅方向略中央に位置しているが、上記版胴２側寄りに位置していてもよいし、版胴２から離間した上記塗工チャンバー４の背面側に位置していてもよい。
【００３１】
また、上記塗工チャンバー４は、上記塗工液Ｌを上記第１液溜部４０ａに流入させる流入通路（以下、第１流入通路と呼ぶ）４１を上記液溜部４０、即ち、上記第１液溜部４０ａの一端側に備え、且つ、上記塗工液Ｌを上記第２液溜部４０ｂから流出させる流出通路（以下、第１流出通路と呼ぶ）４２を上記液溜部４０、即ち、上記第２液溜部４０ｂの他端側に備えていて、上記第１流入通路４１が下側に位置し、且つ、上記第１流出通路４２が上側に位置するように配置されている。
【００３２】
上記第１流入通路４１は、流入口４１ａを有し、且つ、上記塗工チャンバー４の版胴回転軸方向中途部における背面側下端寄りに設けられていて、上記流入口４１ａは、上記第１液溜部４０ａ下部に接続されている。
【００３３】
一方、上記第１流出通路４２は、流出口４２ａを有し、且つ、上記塗工チャンバー４における版胴回転軸方向両端部の第２液溜部４０ｂ上部に一対設けられている。そして、上記流出口４２ａは、上記傾斜通路４０ｃの版胴回転軸方向端部に接続されていて、上記シート材１０の幅方向端部より外側に位置している。
【００３４】
さらに、上記塗工チャンバー４における上記第１流入通路４１の上方には、上記第１液溜部４０ａから塗工液Ｌを流出させる第２流出通路４３が上記塗工チャンバー４における版胴回転軸方向両端部に一対設けられ、上記各第２流出通路４３は、上記第１液溜部４０ａ上部に接続する流出口４３ａを有している。
【００３５】
また、上記第２流出通路４３の上方には、上記第２液溜部４０ｂに塗工液Ｌを流入させる第２流入通路４４が上記塗工チャンバー４の版胴回転軸方向中途部における背面側上端寄りに設けられ、上記第２流入通路４４は、上記第２液溜部４０ｂ下部に接続する流入口４４ａを有している。
【００３６】
上記塗工チャンバー４の下部（第１流入通路４１側）には、板状をなす樹脂製シールプレート５が上記液溜部４０の開口下端側周縁から上方に向かって突設されていて、該シールプレート５先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して上記第１液溜部４０ａの版胴回転方向上流側をシールするようになっている。
【００３７】
一方、上記塗工チャンバー４の上部（第１流出通路４２側）には、板状をなすステンレス製ドクターブレード６が液溜部４０の開口上端側周縁から下方に向かって突設されていて、該ドクターブレード６先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して上記第２液溜部４０ｂの版胴回転方向下流側をシールするようになっている。
【００３８】
さらに、上記塗工チャンバー４の版胴回転軸方向両端部には、一対の樹脂製サイドシール９（図２にのみ示す）が取り付けられていて、各サイドシール９の先端が上記版胴２の外周面２ａと摺接して版胴２の回転軸方向両端部をシールするようになっている。
【００３９】
そして、上記シールプレート５、ドクターブレード６及びサイドシール９で上記版胴２の外周面２ａと液溜部４０の開口との間がシールされることにより上記液溜部４０が密閉構造になっている。
【００４０】
また、上記塗工装置１は、塗工液Ｌが溜められたタンク８１と、該タンク８１内の塗工液Ｌを上記液溜部４０に供給する第１ポンプ８２及び第２ポンプ８３とを備えていて、上記第１ポンプ８２は、上記第１流入通路４１に接続された第１供給配管８４を介して上記第１液溜部４０ａに塗工液Ｌを供給し、上記第２ポンプ８３は、上記第２流入通路４４に接続された第２供給配管８５を介して上記第２液溜部４０ｂに塗工液Ｌを供給している。
【００４１】
一方、上記塗工装置１は、上記第１流出通路４２に接続された第１排出配管８６と、上記第２流出通路４３に接続された第２排出配管８７とを備えていて、上記第１排出配管８６及び上記第２排出配管８７からそれぞれ上記第２液溜部４０ｂ及び第１液溜部４０ａ内の塗工液Ｌを上記タンク８１に順次排出している。
【００４２】
上記第１排出配管８６における上記タンク８１側の端部は、当該タンク８１に溜められた塗工液Ｌに浸されていて、上記第１排出配管８６の水平方向に延びる部分上部に当該第１排出配管８６の内部と外部とを連通させる連通部８６ａが形成され、該連通部８６ａにより上記第２液溜部４０ｂを循環する塗工液Ｌを大気に開放させるようにしている。
【００４３】
また、上記第２排出配管８７における上記タンク８１側の端部は、当該タンク８１に溜められた塗工液Ｌに浸されていて、上記第２排出配管８７の水平方向に延びる部分上部に当該第２排出配管８７の内部と外部とを連通させる連通部８７ａが形成され、該連通部８７ａにより上記第１液溜部４０ａを循環する塗工液Ｌを大気に開放させるようにしている。
【００４４】
そして、上記タンク８１、第１ポンプ８２、第２ポンプ８３、第１供給配管８４、第２供給配管８５、第１排出配管８６及び第２排出配管８７で塗工液循環装置（塗工液循環手段）８が構成されていて、該塗工液循環装置８は、上記ドクターブレード６のブレード先端と上記版胴２の外周面２ａとの摺接箇所が上記第２液溜部４０ｂ内の塗工液Ｌに常時浸されるように、且つ、インナープレート７のプレート先端と上記版胴２の外周面２ａとの摺接箇所が上記第１液溜部４０ａ内の塗工液Ｌに常時浸されるように、上記第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂに貯留された塗工液Ｌを上記第１流入通路４１、第１流出通路４２、第２流入通路４４及び第２流出通路４３を介して循環させている。
【００４５】
したがって、第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌは大気に開放されているので、第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂ内を循環させる塗工液Ｌの流量を増やしても第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂ内の全体の圧力が高くなり過ぎるといった事態が起こらず、版胴２の外周面２ａと第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂの開口周縁との間のシール部分から塗工液Ｌが漏れるのを防ぐとともに、サイフォン現象の発生を防いでドクターブレード６のブレード先端周辺及びインナープレート７のプレート先端周辺を高圧状態に保つことができ、気泡と塗工液Ｌとの置換を促進させることができる。
【００４６】
また、上記第１排出配管８６及び第２排出配管８７におけるタンク８１側の端部を当該タンク８１内の塗工液Ｌに浸しているので、塗工液Ｌが第１排出配管８６及び第２排出配管８７におけるタンク８１側の端部からタンク８１内の塗工液Ｌの液面に落下する際に引き起こされる気泡の巻き込みを防ぐことができる。
【００４７】
また、上記塗工液循環装置８は、上記第２液溜部４０ｂの全領域が満たされるように塗工液Ｌを循環させていて、上記第２液溜部４０ｂを循環する塗工液Ｌの液面Ｌ１は、上記ドクターブレード６のブレード先端より上方の上記第１排出配管８６の水平方向に延びる部分に位置している。
【００４８】
さらに、上記塗工液循環装置８は、上記第１液溜部４０ａの全領域が満たされるように塗工液Ｌを循環させていて、上記第１液溜部４０ａを循環する塗工液Ｌの液面Ｌ２は、上記インナープレート７のプレート先端より上方の上記第２排出配管８７の水平方向に延びる部分に位置している。
【００４９】
したがって、第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂに空気層がなく、塗工装置１の作動時における振動や版胴２の回転による塗工液Ｌの拡散作用等によって液溜部４０内の塗工液Ｌの液面が波打たなくなるので、塗工液Ｌの液面の波打ちによって引き起こされる塗工液Ｌ内への気泡の混入を防ぎ、セル２ｂ内への気泡の混入を防ぐことができる。
【００５０】
そして、上記塗工液循環装置８が上記第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂに貯溜された塗工液Ｌを循環させている状態で上記版胴２を回転させると、上記インナープレート７のプレート先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して、上記版胴２が上記インナープレート７のプレート先端を通過する際に、第１液溜部４０ａで付着した塗工液Ｌを上記セル２ｂ以外に付着しないように掻き取り、且つ、上記ドクターブレード６のブレード先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して、上記版胴２が上記ドクターブレード６のブレード先端を通過する際に、第２液溜部４０ｂで付着した塗工液Ｌを上記セル２ｂ以外に付着しないように掻き取るようになっている。
【００５１】
次に、塗工装置１内の塗工液Ｌの流れについて説明する。
【００５２】
まず、上記塗工液循環装置８の第１ポンプ８２及び第２ポンプ８３を作動させ、且つ、上記版胴２を回転させる。
【００５３】
すると、図１及び図３に示すように、上記タンク８１の塗工液Ｌは、まず、第１ポンプ８２によって汲み上げられて第１供給配管８４及び第１流入通路４１を通って第１液溜部４０ａに流入する。このとき、上記第１ポンプ８２は、第１液溜部４０ａの全領域が満たされるように塗工液Ｌを供給する。
【００５４】
上記第１液溜部４０ａに流入した塗工液Ｌは、矢印Ｘ１のように外周面２ａに沿うように上方に進路を変え、版胴２の回転に連れ回されてインナープレート７に向かって流れる。このように、第１液溜部４０ａの塗工液Ｌに常時浸されるインナープレート７に向かって第１液溜部４０ａ内の塗工液Ｌが版胴２の回転に連れ回されて流れるので、第１液溜部４０ａの塗工液Ｌの圧力分布はインナープレート７先端周辺Ａ部で最も高くなる。したがって、セル２ｂがインナープレート７のプレート先端を通過する際に、セル２ｂ内に気泡が含まれていたとしても、Ａ部周辺の高圧状態の塗工液Ｌとセル２ｂに含まれる気泡とが効果的に置換されるようになり、塗工液Ｌのシート材１０への転写の際に塗工ムラを防ぐことができる。
【００５５】
そして、矢印Ｘ１のように上記第１液溜部４０ａを上方に向かって流れる塗工液Ｌは、矢印Ｘ２のように上記インナープレート７に沿って流れることで上記第２流出通路４３に向かって進路を変え、上記第２排出配管８７を通って上記タンク８１に戻る。
【００５６】
次いで、上記タンク８１の塗工液Ｌは、第２ポンプ８３によって汲み上げられて第２供給配管８５及び第２流入通路４４を通って第２液溜部４０ｂに流入する。このとき、上記第２ポンプ８３は、第２液溜部４０ｂの全領域が満たされるように塗工液Ｌを供給する。
【００５７】
上記第２液溜部４０ｂに流入した塗工液Ｌは、矢印Ｙ１のように上記版胴２の外周面２ａに接触しつつ外周面２ａに沿って上方に進路を変え、版胴２の回転に連れ回されてドクターブレード６に向かって流れる。このように、第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌに常時浸されるドクターブレード６に向かって第２液溜部４０ｂ内の塗工液Ｌが版胴２の回転に連れ回されて流れるので、第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌの圧力分布はドクターブレード６先端周辺Ｂ部で最も高くなる。したがって、セル２ｂがドクターブレード６のブレード先端を通過する際に、万が一セル２ｂ内に気泡が含まれていたとしても、Ｂ部周辺の高圧状態の塗工液Ｌとセル２ｂに含まれる気泡とが効果的に置換されるようになり、塗工液Ｌのシート材１０への転写の際に塗工ムラを防ぐことができる。
【００５８】
上記ドクターブレード６に向かって流れる塗工液Ｌは、矢印Ｙ２のように上記第２液溜部４０ｂの上面に沿って版胴２から離れる方向に進路を変えて流れるとともに、第２液溜部４０ｂの側面に沿って下向きに流れる矢印Ｙ３の流れと、第２液溜部４０ｂの側面に沿って上向きに流れる矢印Ｙ４の流れとに分かれる。
【００５９】
矢印Ｙ３のように流れる塗工液Ｌは、矢印Ｙ１の流れに合流して再びドクターブレード６に向かって流れる。
【００６０】
一方、矢印Ｙ４のように流れる塗工液Ｌは、傾斜通路４０ｃの湾曲面に沿って円弧軌道を描きつつ、図２に示す矢印Ｙ５のように、傾斜通路４０ｃに案内されて第１流出通路４２の流出口４２ａに向かって移動する。したがって、第２液溜部４０ｂ上部の塗工液Ｌが傾斜通路４０ｃに案内されて流出口４２ａに向かって流れるようになり、それに伴って第２液溜部４０ｂ上部に溜まる気泡が上記傾斜通路４０ｃに案内される塗工液Ｌとともに流出口４２ａに向かって移動するので、第２液溜部４０ｂ上部に溜まる気泡を上記液溜部４０上部に溜めることなく効率良く第１流出通路４２から排出することができる。
【００６１】
また、第２液溜部４０ｂ上部の塗工液Ｌが、傾斜通路４０ｃの湾曲面に沿って円弧軌道を描きつつ流出口４２ａに向かって移動するようになるので、塗工液Ｌの傾斜通路４０ｃ内を移動する流れがスムーズになり、第２液溜部４０ｂ上部に溜まる気泡を効率良く第１流出通路４２まで導くことができる。
【００６２】
さらに、矢印Ｙ４の塗工液Ｌの略円弧状の流れは、矢印Ｙ２、Ｙ３の塗工液Ｌの流れに合流し難く、一旦気泡が矢印Ｙ４の塗工液Ｌの流れに乗ると、その気泡は矢印Ｙ２、Ｙ３の塗工液Ｌの流れに乗り難くなるので、傾斜通路４０ｃに位置する気泡を再び第２液溜部４０ｂ内のセル２ｂ近傍に向かうことを防ぐことができる。
【００６３】
そして、第１流出通路４２の傾斜通路４０ｃへの接続部分に到達した塗工液Ｌは、矢印Ｙ６のように上記第１流出通路４２及び第１排出配管８６に沿って流れて上記タンク８１に戻る。上記各流出口４２ａは、上記シート材１０の幅方向端部より外側に位置しているので、塗工液Ｌの流れが乱れ易い流出口４２ａ周辺が版胴２の外周面２ａにおけるシート材１０に対応する部分から外れるようになる。したがって、乱れのない塗工液Ｌを付着させた版胴２の外周面２ａにおいてシート材１０への塗工ができるようになり、シート材１０への塗工を安定させることができる。
【００６４】
尚、本発明の実施形態では、傾斜通路４０ｃが版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部に向かって一対設けられているが、少なくとも一方に向かって設けられていればよい。
【００６５】
また、本発明の実施形態では、傾斜通路４０ｃに接続する流出口４２ａを一対設け、第１液溜部４０ａに接続する流出口４３ａを一対設けているが、１つ以上設けるようにすればよい。さらに、上記流入口４１ａ、４４ａを１つずつ設けているが、それぞれ複数設けるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記シールプレート５及びインナープレート７は樹脂製のものを使用したが、その他の材質のものでもよく、例えば、ステンレス製やゴム製のものを用いてもよい。また、金属にセラミックコートを施したものを用いてもよい。
【００６７】
また、上記ドクターブレード６は、ステンレス製のものを使用したが、その他の材質のものでもよく、例えば、鉄製、樹脂製及びゴム製のものを用いてもよい。また、金属にセラミックコートを施したものを用いてもよい。
【００６８】
さらに、上記インナープレート７は、上記シールプレート５及びドクターブレード６より柔らかい材質のものを用いるのが好ましい。これにより、上記インナープレート７の版胴２に圧接する反力でシールプレート５、ドクターブレード６と版胴２との間が広がり、シール性が低下してしまうといったことを防ぐことができる。
【００６９】
また、本発明の実施形態では、第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌを連通部８６ａにより大気に開放させているが、その他の箇所で大気に開放させるようにしてもよく、例えば、第１排出配管８６におけるタンク８１側の端部を当該タンク８１内の塗工液Ｌに浸さないようにしてもよいし、塗工チャンバー４上部に開口を設け、且つ、上記流出口４２ａを上記第２液溜部４０ｂの側方から接続するようにして第２液溜部４０ｂ内の塗工液Ｌを大気開放させてもよい。
【００７０】
また、本発明の実施形態では、第１液溜部４０ａの塗工液Ｌを連通部８７ａにより大気に開放させているが、その他の箇所で大気に開放させるようにしてもよく、例えば、第２排出配管８７におけるタンク８１側の端部を当該タンク８１内の塗工液Ｌに浸さないようにしてもよい。
【００７１】
また、本発明の実施形態では、流出口４２ａが傾斜通路４０ｃの上方から接続されているが、傾斜通路４０ｃの側方から接続されるような構造であってもよい。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、第２ポンプ８３を設けているが、当該第２ポンプ８３がない構造とし、第１供給配管８４を分岐させて第１流入通路４１及び第２流入通路４４に接続するようにしてもよい。
【００７３】
また、本発明の実施形態では、インナープレート７を設けているが、当該インナープレート７がない構造としてもよい。そして、それに伴って、第２流入通路４４、第２流出通路４３、第２供給配管８５、第２排出配管８７及び第２ポンプ８３を省略してもよい。
【００７４】
また、本発明の実施形態では、１つのタンク８１から塗工液Ｌを液溜部４０に供給しているが、第１ポンプ８２と第２ポンプ８３とにそれぞれ対応するタンクを２つ用意してもよい。
【００７５】
また、本発明の実施形態では、版胴２がシート材１０の移動方向に沿って回転するタイプについて説明したが、版胴２がシート材１０の移動方向に対して逆方向に回転するタイプについても適用できる。さらには、圧胴３がない構造の塗工装置１であっても適用できる。
【００７６】
尚、本発明の実施形態では、上記版胴２の外径が３０ｍｍ〜２５０ｍｍ、幅が１００ｍｍ〜３０００ｍｍのものを想定しているが、それ以外の寸法であってもよい。
【００７７】
また、本発明の実施形態では、上記塗工チャンバー４の幅が１６０ｍｍ〜３０００ｍｍ、高さが１００ｍｍ〜４００ｍｍ、奥行きが４０ｍｍ〜８０ｍｍ、上面の傾斜角度が０°〜１０°のものを想定しているが、それ以外の寸法であってもよい。特に、塗工チャンバー４の上面の傾斜角度は、０．２°〜３．６°が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、シート材に塗工液を塗工する塗工装置に適している。
【符号の説明】
【００７９】
１ 塗工装置
２ 版胴
２ａ 外周面
２ｂ セル
４ 塗工チャンバー
５ シールプレート
６ ドクターブレード
８ 塗工液循環装置（塗工液循環手段）
１０ シート材
４０ 液溜部
４０ａ 第１液溜部
４０ｂ 第２液溜部
４０ｃ 傾斜通路
４１ 第１流入通路（流入通路）
４２ 第１流出通路（流出通路）
４２ａ 流出口
Ｌ 塗工液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材に塗工液を塗工する塗工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般的な塗工装置は、特許文献１に開示されているように、外周面に多数の微細なセルを有する版胴と、塗工液を貯溜する液溜部を有する塗工チャンバーとを備えていて、上記液溜部内の塗工液を塗工液循環装置で循環させつつ、上記版胴を回転させて当該版胴の外周面に上記液溜部内の塗工液を付着させ、セル以外に付着した余分な塗工液をドクターブレードにより除去した版胴の外周面をシート材に接触させることにより、上記セル内の塗工液を上記シート材に転写するようにしている。
【０００３】
そして、上記塗工装置の液溜部は、下側部分が塗工液で満たされる一方、上側部分が空気層になっていて、上記ドクターブレードのブレード先端が上記版胴の外周面と接触した状態で常時液溜部の空気層に晒される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１７１２２３号（段落００１１〜００１６欄、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、塗工装置には、版胴のセル内に気泡が混入すると塗工液をシート材へ転写する際に塗工ムラが生じてしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、塗工液をシート材へ転写する前にセル内の気泡を無くす必要があるが、多くの塗工装置では、版胴を回転させながら上記セルを液溜部の塗工液に浸している途中の段階で順次上記セル内の気泡と塗工液との置換が行われるものと考えられていて、上記ドクターブレードは、セル以外に付着した余分な塗工液を除去するだけのものと考えられていた。
【０００７】
これに対し、本発明者等は、版胴を回転させながら上記セルを上記液溜部内の塗工液に浸している途中の段階において順次セル内の気泡と塗工液とを置換するという考え方だけではなく、セル内の気泡と塗工液との置換にドクターブレードのブレード先端周辺に位置するセルも活用できないかということに着目して研究を進めた。即ち、セルがドクターブレードのブレード先端を通過する際、或いは、通過する直前の段階でもセル内における気泡と塗工液との置換を促進できないかという観点で検討を行った。
【０００８】
そして、本発明者等は、特許文献１の如きドクターブレードのブレード先端を空気層に晒すという考え方を根本的に見直し、液溜部内を循環する塗工液の流量を増やして液溜部内を塗工液で充満させ、ドクターブレードのブレード先端を液溜部内の塗工液に常時浸すということを試みた。すると、ドクターブレードのブレード先端周辺の圧力が高くなり、ドクターブレードのブレード先端周辺におけるセル内の気泡と塗工液との置換が促進されるという知見を得るに至った。
【０００９】
しかし、上述の構成では、液溜部内の圧力が高くなり過ぎてしまい、版胴の外周面と液溜部開口周縁との間のシール部分から塗工液が漏れてしまうことが懸念された。また、塗工液の流量が増えることにより液溜部内及び排出通路が満たされてしまうと、サイフォン現象により、液溜部内の圧力が下がってしまい、液溜部内を高圧状態に保てず、かえってセル内の気泡と塗工液との置換を促進させることができなくなってしまうこともあった。
【００１０】
つまり、本発明者等は、液溜部内を循環する塗工液の流量を単に増やして上記液溜部内の圧力を高くするだけではうまくいかないことを理解した。
【００１１】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、版胴と塗工チャンバーとの間からの塗工液の液漏れを防ぎ、且つ、セル内の気泡と塗工液との置換を促進させることができ、セル内の気泡を無くして高品質なシート材への塗工が可能な塗工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明者等は、ドクターブレードのブレード先端を塗工液で浸しつつ、上述の問題を解決することについて更に研究を重ねた。そのために、ドクターブレードのブレード先端を塗工液に常時浸しつつ、液溜部内の圧力を高くし過ぎないようにする構成を突き詰めていった。その結果として、本発明は、液溜部の液面をドクターブレードのブレード先端より高い位置に維持させ、且つ、液溜部を循環する塗工液を大気に開放させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
具体的には、外周面に多数の微細なセルを有し、回転動作により上記セル内の塗工液をシート材に転写する版胴と、上記塗工液を貯溜する液溜部を有し、上記版胴の外周面の一部を上記塗工液に浸すように上記液溜部に収容配置し、上記塗工液を上記液溜部に対して流出入させる流入通路及び流出通路が上記液溜部の一端側と他端側とに離間して設けられた塗工チャンバーと、上記液溜部に貯溜された塗工液を上記流入通路及び流出通路を介して循環させる塗工液循環手段と、上記塗工チャンバーの流入通路側に設けられ、プレート先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向上流側をシールするシールプレートと、上記塗工チャンバーの流出通路側に設けられ、ブレード先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向下流側をシールするとともに、上記版胴が上記ブレード先端を通過する際に塗工液を上記セル以外に付着しないように掻き取るドクターブレードとを備えた塗工装置において、次のような解決手段を講じた。
【００１４】
すなわち、第１の発明では、上記塗工液循環手段は、上記ドクターブレードのブレード先端と上記版胴の外周面との摺接箇所が上記液溜部内の塗工液に常時浸されるように塗工液を循環させ、且つ、上記液溜部を循環する塗工液を大気に開放させるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明では、第１の発明において、上記塗工液循環手段は、上記液溜部の全領域が満たされるように塗工液を循環させることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記塗工チャンバーは、上記流入通路が下側に位置し、且つ、上記流出通路が上側に位置するように上記版胴の側方に配置され、上記液溜部の上部には、上記版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部の少なくとも一方に向かって次第に上傾しながら延びる傾斜通路が設けられ、上記流出通路は、流出口を有し、且つ、上記液溜部上部に設けられ、上記流出口は、上記傾斜通路の版胴回転軸方向端部に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
第４の発明では、第３の発明において、上記傾斜通路は、当該傾斜通路の延出方向と交差する断面において略円弧状に上方に湾曲していることを特徴とする。
【００１８】
第５の発明では、第３又は第４の発明において、上記流出口は、上記シート材の幅方向端部より外側に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明では、液溜部の塗工液に常時浸されるドクターブレードに向かって液溜部内の塗工液が版胴の回転に連れ回されて流れるので、液溜部の塗工液の圧力分布がドクターブレード先端周辺で最も高くなり、セルがブレード先端を通過する際に、万が一セル内に気泡が含まれていたとしても、ドクターブレード周辺の高圧状態の塗工液とセルに含まれる気泡とが効果的に置換されるようになり、塗工液のシート材への転写の際に塗工ムラを防ぐことができる。また、液溜部の塗工液は大気に開放されているので、液溜部内を循環させる塗工液の流量を増やしても液溜部内の全体の圧力が高くなり過ぎるといった事態が起こらず、版胴の外周面と液溜部開口周縁との間のシール部分から塗工液が漏れるのを防ぐとともに、サイフォン現象の発生を防いでドクターブレードのブレード先端周辺を高圧状態に保つことができ、気泡と塗工液との置換を促進させることができる。
【００２０】
第２の発明では、液溜部に空気層がないので、装置の作動時における振動や版胴の回転による塗工液の拡散作用等によって液溜部内の塗工液の液面が波打たなくなる。したがって、塗工液の液面の波打ちによって引き起こされる塗工液内への気泡の混入を防ぎ、セル内への気泡の混入を防ぐことができる。
【００２１】
第３の発明では、液溜部上部の塗工液が傾斜通路に案内されて流出口に向かって流れるようになり、それに伴って液溜部上部に溜まる気泡が上記傾斜通路に案内される塗工液とともに流出口に向かって移動するので、気泡を上記液溜部上部に溜めることなく効率良く流出口から排出することができる。
【００２２】
第４の発明では、液溜部上部の塗工液が、傾斜通路の湾曲面に沿って円弧軌道を描きつつ流出口に向かって移動するようになる。したがって、塗工液の傾斜通路内を移動する流れがスムーズになり、液溜部上部に溜まる気泡を効率良く流出口まで導くことができる。
【００２３】
第５の発明では、塗工液の流れが乱れ易い流出口周辺が版胴の外周面におけるシート材に対応する部分から外れるようになる。したがって、乱れのない塗工液を付着させた版胴の外周面においてシート材への塗工ができるようになり、シート材への塗工を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る塗工装置の全体構成を側面から見た概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る塗工装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】図１の版胴及び塗工チャンバー部分の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００２６】
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係る塗工装置１を示す。ここで塗工とは、印刷又はコーティングを含む概念を示している。上記塗工装置１は、シート材１０にグラビア印刷を行うためのものであり、外周面２ａに多数の微細なセル２ｂ（図３にのみ示す）を有する版胴２と、該版胴２の上方から上記版胴２にシート材１０を圧着させる圧胴３とを備え、上記版胴２の外周面２ａ及び圧胴３の外周面３ａで上記シート材１０を挟み込むとともに上記版胴２及び圧胴３の回転動作により上記シート材１０を上記版胴２と上記圧胴３との間を移動させながらセル２ｂ内の塗工液Ｌをシート材１０に転写するようになっている。
【００２７】
尚、図１及び図３は、本発明の塗工装置１の特徴部分を理解し易くするために、配管等の構成が見え易くなるように描いている。また、図３では便宜上、セル２ｂを誇張して記載している。
【００２８】
上記版胴２の側方には、上記版胴２の外周面２ａに沿って版胴回転軸方向に延びる略直方体形状の塗工チャンバー４が配置されている。該塗工チャンバー４は、塗工液Ｌを貯溜する液溜部４０を有し、上記塗工液Ｌに浸すように上記液溜部４０に上記版胴２の外周面２ａの一部を収容している。
【００２９】
上記塗工チャンバー４の上下方向中程には、後述するドクターブレード６と同様の役割をなす板状の樹脂製インナープレート７が液溜部４０の外周面２ａに対向する側面から上記外周面２ａに向かって下傾するように突設されていて、上記インナープレート７の先端は、上記版胴２の外周面２ａに摺接するようになっている。
【００３０】
上記液溜部４０は、上記インナープレート７によって上下方向中程の位置で下側の第１液溜部４０ａと上側の第２液溜部４０ｂとに区画されている。該第２液溜部４０ｂの上部には、図２に示すように、版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部に向かって次第に上傾しながら延びる一対の傾斜通路４０ｃが凹設されていて、該傾斜通路４０ｃは、当該傾斜通路４０ｃの延出方向と交差する断面において略円弧状に上方に湾曲していてる。そして、上記傾斜通路４０ｃは、平面視で版胴回転軸方向中途部に向かって先細形状をなしていて、その先端部分は、上記塗工チャンバー４の幅方向略中央に位置している。尚、上記傾斜通路４０ｃの先端部分は、上記塗工チャンバー４の幅方向略中央に位置しているが、上記版胴２側寄りに位置していてもよいし、版胴２から離間した上記塗工チャンバー４の背面側に位置していてもよい。
【００３１】
また、上記塗工チャンバー４は、上記塗工液Ｌを上記第１液溜部４０ａに流入させる流入通路（以下、第１流入通路と呼ぶ）４１を上記液溜部４０、即ち、上記第１液溜部４０ａの一端側に備え、且つ、上記塗工液Ｌを上記第２液溜部４０ｂから流出させる流出通路（以下、第１流出通路と呼ぶ）４２を上記液溜部４０、即ち、上記第２液溜部４０ｂの他端側に備えていて、上記第１流入通路４１が下側に位置し、且つ、上記第１流出通路４２が上側に位置するように配置されている。
【００３２】
上記第１流入通路４１は、流入口４１ａを有し、且つ、上記塗工チャンバー４の版胴回転軸方向中途部における背面側下端寄りに設けられていて、上記流入口４１ａは、上記第１液溜部４０ａ下部に接続されている。
【００３３】
一方、上記第１流出通路４２は、流出口４２ａを有し、且つ、上記塗工チャンバー４における版胴回転軸方向両端部の第２液溜部４０ｂ上部に一対設けられている。そして、上記流出口４２ａは、上記傾斜通路４０ｃの版胴回転軸方向端部に接続されていて、上記シート材１０の幅方向端部より外側に位置している。
【００３４】
さらに、上記塗工チャンバー４における上記第１流入通路４１の上方には、上記第１液溜部４０ａから塗工液Ｌを流出させる第２流出通路４３が上記塗工チャンバー４における版胴回転軸方向両端部に一対設けられ、上記各第２流出通路４３は、上記第１液溜部４０ａ上部に接続する流出口４３ａを有している。
【００３５】
また、上記第２流出通路４３の上方には、上記第２液溜部４０ｂに塗工液Ｌを流入させる第２流入通路４４が上記塗工チャンバー４の版胴回転軸方向中途部における背面側上端寄りに設けられ、上記第２流入通路４４は、上記第２液溜部４０ｂ下部に接続する流入口４４ａを有している。
【００３６】
上記塗工チャンバー４の下部（第１流入通路４１側）には、板状をなす樹脂製シールプレート５が上記液溜部４０の開口下端側周縁から上方に向かって突設されていて、該シールプレート５先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して上記第１液溜部４０ａの版胴回転方向上流側をシールするようになっている。
【００３７】
一方、上記塗工チャンバー４の上部（第１流出通路４２側）には、板状をなすステンレス製ドクターブレード６が液溜部４０の開口上端側周縁から下方に向かって突設されていて、該ドクターブレード６先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して上記第２液溜部４０ｂの版胴回転方向下流側をシールするようになっている。
【００３８】
さらに、上記塗工チャンバー４の版胴回転軸方向両端部には、一対の樹脂製サイドシール９（図２にのみ示す）が取り付けられていて、各サイドシール９の先端が上記版胴２の外周面２ａと摺接して版胴２の回転軸方向両端部をシールするようになっている。
【００３９】
そして、上記シールプレート５、ドクターブレード６及びサイドシール９で上記版胴２の外周面２ａと液溜部４０の開口との間がシールされることにより上記液溜部４０が密閉構造になっている。
【００４０】
また、上記塗工装置１は、塗工液Ｌが溜められたタンク８１と、該タンク８１内の塗工液Ｌを上記液溜部４０に供給する第１ポンプ８２及び第２ポンプ８３とを備えていて、上記第１ポンプ８２は、上記第１流入通路４１に接続された第１供給配管８４を介して上記第１液溜部４０ａに塗工液Ｌを供給し、上記第２ポンプ８３は、上記第２流入通路４４に接続された第２供給配管８５を介して上記第２液溜部４０ｂに塗工液Ｌを供給している。
【００４１】
一方、上記塗工装置１は、上記第１流出通路４２に接続された第１排出配管８６と、上記第２流出通路４３に接続された第２排出配管８７とを備えていて、上記第１排出配管８６及び上記第２排出配管８７からそれぞれ上記第２液溜部４０ｂ及び第１液溜部４０ａ内の塗工液Ｌを上記タンク８１に順次排出している。
【００４２】
上記第１排出配管８６における上記タンク８１側の端部は、当該タンク８１に溜められた塗工液Ｌに浸されていて、上記第１排出配管８６の水平方向に延びる部分上部に当該第１排出配管８６の内部と外部とを連通させる連通部８６ａが形成され、該連通部８６ａにより上記第２液溜部４０ｂを循環する塗工液Ｌを大気に開放させるようにしている。
【００４３】
また、上記第２排出配管８７における上記タンク８１側の端部は、当該タンク８１に溜められた塗工液Ｌに浸されていて、上記第２排出配管８７の水平方向に延びる部分上部に当該第２排出配管８７の内部と外部とを連通させる連通部８７ａが形成され、該連通部８７ａにより上記第１液溜部４０ａを循環する塗工液Ｌを大気に開放させるようにしている。
【００４４】
そして、上記タンク８１、第１ポンプ８２、第２ポンプ８３、第１供給配管８４、第２供給配管８５、第１排出配管８６及び第２排出配管８７で塗工液循環装置（塗工液循環手段）８が構成されていて、該塗工液循環装置８は、上記ドクターブレード６のブレード先端と上記版胴２の外周面２ａとの摺接箇所が上記第２液溜部４０ｂ内の塗工液Ｌに常時浸されるように、且つ、インナープレート７のプレート先端と上記版胴２の外周面２ａとの摺接箇所が上記第１液溜部４０ａ内の塗工液Ｌに常時浸されるように、上記第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂに貯留された塗工液Ｌを上記第１流入通路４１、第１流出通路４２、第２流入通路４４及び第２流出通路４３を介して循環させている。
【００４５】
したがって、第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌは大気に開放されているので、第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂ内を循環させる塗工液Ｌの流量を増やしても第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂ内の全体の圧力が高くなり過ぎるといった事態が起こらず、版胴２の外周面２ａと第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂの開口周縁との間のシール部分から塗工液Ｌが漏れるのを防ぐとともに、サイフォン現象の発生を防いでドクターブレード６のブレード先端周辺及びインナープレート７のプレート先端周辺を高圧状態に保つことができ、気泡と塗工液Ｌとの置換を促進させることができる。
【００４６】
また、上記第１排出配管８６及び第２排出配管８７におけるタンク８１側の端部を当該タンク８１内の塗工液Ｌに浸しているので、塗工液Ｌが第１排出配管８６及び第２排出配管８７におけるタンク８１側の端部からタンク８１内の塗工液Ｌの液面に落下する際に引き起こされる気泡の巻き込みを防ぐことができる。
【００４７】
また、上記塗工液循環装置８は、上記第２液溜部４０ｂの全領域が満たされるように塗工液Ｌを循環させていて、上記第２液溜部４０ｂを循環する塗工液Ｌの液面Ｌ１は、上記ドクターブレード６のブレード先端より上方の上記第１排出配管８６の水平方向に延びる部分に位置している。
【００４８】
さらに、上記塗工液循環装置８は、上記第１液溜部４０ａの全領域が満たされるように塗工液Ｌを循環させていて、上記第１液溜部４０ａを循環する塗工液Ｌの液面Ｌ２は、上記インナープレート７のプレート先端より上方の上記第２排出配管８７の水平方向に延びる部分に位置している。
【００４９】
したがって、第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂに空気層がなく、塗工装置１の作動時における振動や版胴２の回転による塗工液Ｌの拡散作用等によって液溜部４０内の塗工液Ｌの液面が波打たなくなるので、塗工液Ｌの液面の波打ちによって引き起こされる塗工液Ｌ内への気泡の混入を防ぎ、セル２ｂ内への気泡の混入を防ぐことができる。
【００５０】
そして、上記塗工液循環装置８が上記第１液溜部４０ａ及び第２液溜部４０ｂに貯溜された塗工液Ｌを循環させている状態で上記版胴２を回転させると、上記インナープレート７のプレート先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して、上記版胴２が上記インナープレート７のプレート先端を通過する際に、第１液溜部４０ａで付着した塗工液Ｌを上記セル２ｂ以外に付着しないように掻き取り、且つ、上記ドクターブレード６のブレード先端が上記版胴２の外周面２ａに摺接して、上記版胴２が上記ドクターブレード６のブレード先端を通過する際に、第２液溜部４０ｂで付着した塗工液Ｌを上記セル２ｂ以外に付着しないように掻き取るようになっている。
【００５１】
次に、塗工装置１内の塗工液Ｌの流れについて説明する。
【００５２】
まず、上記塗工液循環装置８の第１ポンプ８２及び第２ポンプ８３を作動させ、且つ、上記版胴２を回転させる。
【００５３】
すると、図１及び図３に示すように、上記タンク８１の塗工液Ｌは、まず、第１ポンプ８２によって汲み上げられて第１供給配管８４及び第１流入通路４１を通って第１液溜部４０ａに流入する。このとき、上記第１ポンプ８２は、第１液溜部４０ａの全領域が満たされるように塗工液Ｌを供給する。
【００５４】
上記第１液溜部４０ａに流入した塗工液Ｌは、矢印Ｘ１のように外周面２ａに沿うように上方に進路を変え、版胴２の回転に連れ回されてインナープレート７に向かって流れる。このように、第１液溜部４０ａの塗工液Ｌに常時浸されるインナープレート７に向かって第１液溜部４０ａ内の塗工液Ｌが版胴２の回転に連れ回されて流れるので、第１液溜部４０ａの塗工液Ｌの圧力分布はインナープレート７先端周辺Ａ部で最も高くなる。したがって、セル２ｂがインナープレート７のプレート先端を通過する際に、セル２ｂ内に気泡が含まれていたとしても、Ａ部周辺の高圧状態の塗工液Ｌとセル２ｂに含まれる気泡とが効果的に置換されるようになり、塗工液Ｌのシート材１０への転写の際に塗工ムラを防ぐことができる。
【００５５】
そして、矢印Ｘ１のように上記第１液溜部４０ａを上方に向かって流れる塗工液Ｌは、矢印Ｘ２のように上記インナープレート７に沿って流れることで上記第２流出通路４３に向かって進路を変え、上記第２排出配管８７を通って上記タンク８１に戻る。
【００５６】
次いで、上記タンク８１の塗工液Ｌは、第２ポンプ８３によって汲み上げられて第２供給配管８５及び第２流入通路４４を通って第２液溜部４０ｂに流入する。このとき、上記第２ポンプ８３は、第２液溜部４０ｂの全領域が満たされるように塗工液Ｌを供給する。
【００５７】
上記第２液溜部４０ｂに流入した塗工液Ｌは、矢印Ｙ１のように上記版胴２の外周面２ａに接触しつつ外周面２ａに沿って上方に進路を変え、版胴２の回転に連れ回されてドクターブレード６に向かって流れる。このように、第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌに常時浸されるドクターブレード６に向かって第２液溜部４０ｂ内の塗工液Ｌが版胴２の回転に連れ回されて流れるので、第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌの圧力分布はドクターブレード６先端周辺Ｂ部で最も高くなる。したがって、セル２ｂがドクターブレード６のブレード先端を通過する際に、万が一セル２ｂ内に気泡が含まれていたとしても、Ｂ部周辺の高圧状態の塗工液Ｌとセル２ｂに含まれる気泡とが効果的に置換されるようになり、塗工液Ｌのシート材１０への転写の際に塗工ムラを防ぐことができる。
【００５８】
上記ドクターブレード６に向かって流れる塗工液Ｌは、矢印Ｙ２のように上記第２液溜部４０ｂの上面に沿って版胴２から離れる方向に進路を変えて流れるとともに、第２液溜部４０ｂの側面に沿って下向きに流れる矢印Ｙ３の流れと、第２液溜部４０ｂの側面に沿って上向きに流れる矢印Ｙ４の流れとに分かれる。
【００５９】
矢印Ｙ３のように流れる塗工液Ｌは、矢印Ｙ１の流れに合流して再びドクターブレード６に向かって流れる。
【００６０】
一方、矢印Ｙ４のように流れる塗工液Ｌは、傾斜通路４０ｃの湾曲面に沿って円弧軌道を描きつつ、図２に示す矢印Ｙ５のように、傾斜通路４０ｃに案内されて第１流出通路４２の流出口４２ａに向かって移動する。したがって、第２液溜部４０ｂ上部の塗工液Ｌが傾斜通路４０ｃに案内されて流出口４２ａに向かって流れるようになり、それに伴って第２液溜部４０ｂ上部に溜まる気泡が上記傾斜通路４０ｃに案内される塗工液Ｌとともに流出口４２ａに向かって移動するので、第２液溜部４０ｂ上部に溜まる気泡を上記液溜部４０上部に溜めることなく効率良く第１流出通路４２から排出することができる。
【００６１】
また、第２液溜部４０ｂ上部の塗工液Ｌが、傾斜通路４０ｃの湾曲面に沿って円弧軌道を描きつつ流出口４２ａに向かって移動するようになるので、塗工液Ｌの傾斜通路４０ｃ内を移動する流れがスムーズになり、第２液溜部４０ｂ上部に溜まる気泡を効率良く第１流出通路４２まで導くことができる。
【００６２】
さらに、矢印Ｙ４の塗工液Ｌの略円弧状の流れは、矢印Ｙ２、Ｙ３の塗工液Ｌの流れに合流し難く、一旦気泡が矢印Ｙ４の塗工液Ｌの流れに乗ると、その気泡は矢印Ｙ２、Ｙ３の塗工液Ｌの流れに乗り難くなるので、傾斜通路４０ｃに位置する気泡を再び第２液溜部４０ｂ内のセル２ｂ近傍に向かうことを防ぐことができる。
【００６３】
そして、第１流出通路４２の傾斜通路４０ｃへの接続部分に到達した塗工液Ｌは、矢印Ｙ６のように上記第１流出通路４２及び第１排出配管８６に沿って流れて上記タンク８１に戻る。上記各流出口４２ａは、上記シート材１０の幅方向端部より外側に位置しているので、塗工液Ｌの流れが乱れ易い流出口４２ａ周辺が版胴２の外周面２ａにおけるシート材１０に対応する部分から外れるようになる。したがって、乱れのない塗工液Ｌを付着させた版胴２の外周面２ａにおいてシート材１０への塗工ができるようになり、シート材１０への塗工を安定させることができる。
【００６４】
尚、本発明の実施形態では、傾斜通路４０ｃが版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部に向かって一対設けられているが、少なくとも一方に向かって設けられていればよい。
【００６５】
また、本発明の実施形態では、傾斜通路４０ｃに接続する流出口４２ａを一対設け、第１液溜部４０ａに接続する流出口４３ａを一対設けているが、１つ以上設けるようにすればよい。さらに、上記流入口４１ａ、４４ａを１つずつ設けているが、それぞれ複数設けるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記シールプレート５及びインナープレート７は樹脂製のものを使用したが、その他の材質のものでもよく、例えば、ステンレス製やゴム製のものを用いてもよい。また、金属にセラミックコートを施したものを用いてもよい。
【００６７】
また、上記ドクターブレード６は、ステンレス製のものを使用したが、その他の材質のものでもよく、例えば、鉄製、樹脂製及びゴム製のものを用いてもよい。また、金属にセラミックコートを施したものを用いてもよい。
【００６８】
さらに、上記インナープレート７は、上記シールプレート５及びドクターブレード６より柔らかい材質のものを用いるのが好ましい。これにより、上記インナープレート７の版胴２に圧接する反力でシールプレート５、ドクターブレード６と版胴２との間が広がり、シール性が低下してしまうといったことを防ぐことができる。
【００６９】
また、本発明の実施形態では、第２液溜部４０ｂの塗工液Ｌを連通部８６ａにより大気に開放させているが、その他の箇所で大気に開放させるようにしてもよく、例えば、第１排出配管８６におけるタンク８１側の端部を当該タンク８１内の塗工液Ｌに浸さないようにしてもよいし、塗工チャンバー４上部に開口を設け、且つ、上記流出口４２ａを上記第２液溜部４０ｂの側方から接続するようにして第２液溜部４０ｂ内の塗工液Ｌを大気開放させてもよい。
【００７０】
また、本発明の実施形態では、第１液溜部４０ａの塗工液Ｌを連通部８７ａにより大気に開放させているが、その他の箇所で大気に開放させるようにしてもよく、例えば、第２排出配管８７におけるタンク８１側の端部を当該タンク８１内の塗工液Ｌに浸さないようにしてもよい。
【００７１】
また、本発明の実施形態では、流出口４２ａが傾斜通路４０ｃの上方から接続されているが、傾斜通路４０ｃの側方から接続されるような構造であってもよい。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、第２ポンプ８３を設けているが、当該第２ポンプ８３がない構造とし、第１供給配管８４を分岐させて第１流入通路４１及び第２流入通路４４に接続するようにしてもよい。
【００７３】
また、本発明の実施形態では、インナープレート７を設けているが、当該インナープレート７がない構造としてもよい。そして、それに伴って、第２流入通路４４、第２流出通路４３、第２供給配管８５、第２排出配管８７及び第２ポンプ８３を省略してもよい。
【００７４】
また、本発明の実施形態では、１つのタンク８１から塗工液Ｌを液溜部４０に供給しているが、第１ポンプ８２と第２ポンプ８３とにそれぞれ対応するタンクを２つ用意してもよい。
【００７５】
また、本発明の実施形態では、版胴２がシート材１０の移動方向に沿って回転するタイプについて説明したが、版胴２がシート材１０の移動方向に対して逆方向に回転するタイプについても適用できる。さらには、圧胴３がない構造の塗工装置１であっても適用できる。
【００７６】
尚、本発明の実施形態では、上記版胴２の外径が３０ｍｍ〜２５０ｍｍ、幅が１００ｍｍ〜３０００ｍｍのものを想定しているが、それ以外の寸法であってもよい。
【００７７】
また、本発明の実施形態では、上記塗工チャンバー４の幅が１６０ｍｍ〜３０００ｍｍ、高さが１００ｍｍ〜４００ｍｍ、奥行きが４０ｍｍ〜８０ｍｍ、上面の傾斜角度が０°〜１０°のものを想定しているが、それ以外の寸法であってもよい。特に、塗工チャンバー４の上面の傾斜角度は、０．２°〜３．６°が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、シート材に塗工液を塗工する塗工装置に適している。
【符号の説明】
【００７９】
１ 塗工装置
２ 版胴
２ａ 外周面
２ｂ セル
４ 塗工チャンバー
５ シールプレート
６ ドクターブレード
８ 塗工液循環装置（塗工液循環手段）
１０ シート材
４０ 液溜部
４０ａ 第１液溜部
４０ｂ 第２液溜部
４０ｃ 傾斜通路
４１ 第１流入通路（流入通路）
４２ 第１流出通路（流出通路）
４２ａ 流出口
Ｌ 塗工液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に多数の微細なセルを有し、回転動作により上記セル内の塗工液をシート材に転写する版胴と、
上記塗工液を貯溜する液溜部を有し、上記版胴の外周面の一部を上記塗工液に浸すように上記液溜部に収容配置し、上記塗工液を上記液溜部に対して流出入させる流入通路及び流出通路が上記液溜部の一端側と他端側とに離間して設けられた塗工チャンバーと、
上記液溜部に貯溜された塗工液を上記流入通路及び流出通路を介して循環させる塗工液循環手段と、
上記塗工チャンバーの流入通路側に設けられ、プレート先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向上流側をシールするシールプレートと、
上記塗工チャンバーの流出通路側に設けられ、ブレード先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向下流側をシールするとともに、上記版胴が上記ブレード先端を通過する際に塗工液を上記セル以外に付着しないように掻き取るドクターブレードとを備えた塗工装置であって、
上記塗工液循環手段は、上記ドクターブレードのブレード先端と上記版胴の外周面との摺接箇所が上記液溜部内の塗工液に常時浸されるように塗工液を循環させ、且つ、上記液溜部を循環する塗工液を大気に開放させるように構成されていることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗工装置であって、
上記塗工液循環手段は、上記液溜部の全領域が満たされるように塗工液を循環させることを特徴とする塗工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の塗工装置であって、
上記塗工チャンバーは、上記流入通路が下側に位置し、且つ、上記流出通路が上側に位置するように上記版胴の側方に配置され、
上記液溜部の上部には、上記版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部の少なくとも一方に向かって次第に上傾しながら延びる傾斜通路が設けられ、
上記流出通路は、流出口を有し、且つ、上記液溜部上部に設けられ、上記流出口は、上記傾斜通路の版胴回転軸方向端部に接続されていることを特徴とする塗工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の塗工装置であって、
上記傾斜通路は、当該傾斜通路の延出方向と交差する断面において略円弧状に上方に湾曲していることを特徴とする塗工装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の塗工装置であって、
上記流出口は、上記シート材の幅方向端部より外側に位置していることを特徴とする塗工装置。
【請求項１】
外周面に多数の微細なセルを有し、回転動作により上記セル内の塗工液をシート材に転写する版胴と、
上記塗工液を貯溜する液溜部を有し、上記版胴の外周面の一部を上記塗工液に浸すように上記液溜部に収容配置し、上記塗工液を上記液溜部に対して流出入させる流入通路及び流出通路が上記液溜部の一端側と他端側とに離間して設けられた塗工チャンバーと、
上記液溜部に貯溜された塗工液を上記流入通路及び流出通路を介して循環させる塗工液循環手段と、
上記塗工チャンバーの流入通路側に設けられ、プレート先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向上流側をシールするシールプレートと、
上記塗工チャンバーの流出通路側に設けられ、ブレード先端が上記版胴の外周面に摺接して上記液溜部の版胴回転方向下流側をシールするとともに、上記版胴が上記ブレード先端を通過する際に塗工液を上記セル以外に付着しないように掻き取るドクターブレードとを備えた塗工装置であって、
上記塗工液循環手段は、上記ドクターブレードのブレード先端と上記版胴の外周面との摺接箇所が上記液溜部内の塗工液に常時浸されるように塗工液を循環させ、且つ、上記液溜部を循環する塗工液を大気に開放させるように構成されていることを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗工装置であって、
上記塗工液循環手段は、上記液溜部の全領域が満たされるように塗工液を循環させることを特徴とする塗工装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の塗工装置であって、
上記塗工チャンバーは、上記流入通路が下側に位置し、且つ、上記流出通路が上側に位置するように上記版胴の側方に配置され、
上記液溜部の上部には、上記版胴回転軸方向中途部から版胴回転軸方向両端部の少なくとも一方に向かって次第に上傾しながら延びる傾斜通路が設けられ、
上記流出通路は、流出口を有し、且つ、上記液溜部上部に設けられ、上記流出口は、上記傾斜通路の版胴回転軸方向端部に接続されていることを特徴とする塗工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の塗工装置であって、
上記傾斜通路は、当該傾斜通路の延出方向と交差する断面において略円弧状に上方に湾曲していることを特徴とする塗工装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の塗工装置であって、
上記流出口は、上記シート材の幅方向端部より外側に位置していることを特徴とする塗工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３９９７６（Ｐ２０１２−２３９９７６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２２７９（Ｐ２０１１−１１２２７９）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００２３７２６０）富士機械工業株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００２３７２６０）富士機械工業株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
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