Dispositif de compensation de la variation de largeur d'un support d'impression souple et machine à imprimer comportant un tel dispositif

La présente invention concerne le domaine de l'impression, notamment les machines d'impression multi-couleur, et plus particulièrement les dispositifs de compensation de la variation de largeur des supports d'impression souples, tels que les feuilles ou les bandes.

Lors de la réalisation de travaux d'impression sur des feuilles ou bandes de papier, notamment pour des travaux en couleur, on observe fréquemment une variation de la largeur de ces feuilles ou bandes après leur passage dans les groupes imprimants rotatifs successifs. En effet, ces supports d'impression souples (à base de papier ou autre matériau) reçoivent lors de l'encrage un apport hydrométrique important (par exemple dans le procédé d'impression offset) et subissent en même temps un laminage ou foulage entre les cylindres rotatifs (porte-blanchets) qui transfèrent l'encre sur le support d'impression.

Ces deux effets cumulés génèrent une dilatation latérale progressive du support imprimé lors de l'impression au niveau de chaque groupe imprimant successif. En ce qui concerne le papier, la dilatation est fonction du grammage, de la largeur et des conditions de stockage des bobines de papier ; elle peut en outre varier entre deux bobines successives d'une même production, voire entre les couches d'une même bobine, les couches externes ayant pu subir des plissures lors de leur enroulement et étant généralement plus exposées aux variations atmosphériques (par exemple hygrométriques) que les couches internes de la bobine.

Ce phénomène appelé "fan-out" perturbe la superposition des couleurs en quadrichromie, notamment sur les photos, motifs, paysages... dans le sens transversal de la bande de papier. Il entraîne en particulier une dégradation de la définition des photographies car les trames des couleurs imprimées successivement ne sont pas parfaitement superposées ou repérées sur toute la largeur de la bande de papier.

Pour contrer ou limiter ce phénomène de "fan-out", divers systèmes sont actuellement utilisés.

Des roulettes disposées en entrée de chaque groupe imprimant permettent, en s'appuyant sur la bande de papier, d'exercer une contrainte sur celle-ci afin d'en réduire la largeur. Ces roulettes sont réglables en hauteur afin d'adapter la contrainte en fonction des différentes conditions. Le contact avec l'encre devant être évité, elles ne peuvent être utilisées que sur des zones non imprimées, ce qui limite considérablement leur champ d'application.

Pour éviter les traces laissées par les roulettes, on utilise des systèmes à air puisé au moyen de buses ou gicleurs installés à la place des roulettes précédemment décrites, permettant de déformer le support imprimable sans contact avec ce dernier. Cependant, la capacité de déformation du support d'impression par ces systèmes est imparfaite car leur action est liée au débit d'air comprimé. Si le débit est trop faible, la déformation est insuffisante pour compenser l'élargissement de la bande de papier, et si le débit est trop fort il risque à faible vitesse de la bande de papier d'endommager, voire de perforer localement cette dernière. En outre, l'utilisation de ces dispositifs à air puisé engendre une consommation importante d'air comprimé et est particulièrement bruyante en raison des échappements d'air saccadés.

Pour pallier ces inconvénients, la présente invention a pour but de proposer un dispositif de compensation de la variation de largeur d'un support souple d'impression qui soit simple, fiable et applicable à différentes vitesses de défilement du support d'impression. Le dispositif de compensation devra également être non bruyant et utilisable pour des surfaces imprimées et non- imprimées, donc de préférence sans contact avec le support d'impression. Il devra en outre être adaptable à toutes les largeurs de support.

A cet effet, le dispositif selon la présente invention de compensation de la variation de largeur d'un support d'impression souple, notamment sous forme de feuille ou bande, défilant, en particulier dans une machine d'impression multi-couleur, entre des moyens d'impression généralement rotatifs organisés sous forme de groupes imprimants successifs, au moyen d'un flux d'air dirigé

vers le support d'impression en vue de modifier sa planéité, est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de déflecteurs disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe de défilement du support d'impression, chaque déflecteur comportant une chambre de soufflage d'air débouchant à la surface du déflecteur tournée vers le support d'impression, orientée en direction de Parrière du déflecteur dans le sens du défilement dudit support, de manière à produire un flux d'air sous la forme d'une lame d'air, en vue de faciliter, en parallèle, l'écartement dudit support de la surface du déflecteur et l'accompagnement de l'entraînement en déplacement dudit support d'impression.

En effet, il a été constaté que l'allongement de la largeur du support d'impression évolue de part et d'autre de l'axe central du support, en s'amplifiant proportionnellement et progressivement au passage dans chaque groupe imprimant en laissant une zone centrale neutre. Cette zone neutre ne nécessitant pas de corrections ou compensations dudit support, sert de référence pour la superposition des couleurs. Les déflecteurs d'une même paire sont donc disposés avantageusement de part et d'autre de cette zone neutre, symétriquement à l'axe de défilement du support d'impression. Dans le cas d'un support de largeur importante, une ou plusieurs paires de déflecteurs supplémentaires peuvent être disposées en s'éloignant de l'axe central, en direction des bords ou lisières du support d'impression.

Le flux d'air produit par la chambre de soufflage d'air du déflecteur est sous la forme d'une mince lame d'air, émise à la surface du déflecteur et dirigée vers l'arrière, dans le sens du défilement du support. Cette lame d'air génère un coussin d'air qui simultanément écarte le support de la surface du déflecteur en modifiant la planéité dudit support et facilite le défilement dudit support en accompagnant son déplacement.

Lorsque le déflecteur est placé, par exemple, au-dessous du support, celui-ci est surélevé localement, et cette déformation compense son allongement transversal, sans contact. Une telle déformation peut donc avoir

lieu indifféremment au niveau des zones non-imprimées et imprimées du support.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :

- la chambre de soufflage est formée, transversalement à l'axe de défilement du support d'impression, de deux parois approximativement parallèles, (ou s'écartant légèrement l'une de l'autre en direction du support d'impression), orientées en direction de l'arrière du déflecteur dans le sens du défilement dudit support, les deux parois étant soit l'une amont concave, l'autre aval convexe, soit planes et obliques. Ainsi, la lame d'air est dirigée vers l'arrière du déflecteur.

- le déflecteur est formé, dans le sens de défilement du support d'impression, d'une partie avant et d'une partie arrière montées sur une semelle, la face arrière de la partie avant et la face avant de la partie arrière formant les parois (par exemple respectivement concave et convexe) de la chambre de soufflage. La partie avant, la partie arrière et la semelle du déflecteur peuvent être constituées d'une pièce unique, ou de plusieurs pièces. Selon un mode de réalisation préféré, la partie arrière du déflecteur et la semelle forment une pièce unique.

- la partie avant du déflecteur présente une épaisseur croissante dans le sens du défilement du support d'impression, et la partie arrière présente une épaisseur supérieure à la partie avant et comporte de l'avant vers l'arrière un bord d'attaque oblique ou arrondi et une surface plane approximativement parallèle au plan de défilement du support d'impression. Ainsi l'air situé entre l'avant du déflecteur et le support d'impression subit, par effet venturi, une aspiration, qui favorise encore les effets précités d'écartement et d'entraînement du support, et réduit la consommation d'air comprimé nécessaire.

- la face arrière du déflecteur est biseautée ou arrondie, la surface tournée vers le support d'impression dépassant la surface au contact

de la semelle, à l'aplomb du plan de défilement dudit support, afin de ne pas provoquer le placage du support d'impression à l'arrière immédiat du déflecteur.

- la partie arrière du déflecteur présente des flans longitudinaux arrondis.

- la chambre de soufflage d'air possède avantageusement une position centrale dans le déflecteur ; ainsi, la lame d'air est répartie sur l'ensemble des surfaces "actives" de la partie arrière du déflecteur afin d'éviter le contact avec le support imprimable, et par conséquent d'éviter les traces d'encre sur les zones non imprimées dudit support.

- la chambre comporte en outre des parois longitudinales formées par des pièces rapportées pour constituer également des cales de réglage de l'écartement des parois transversales entre elles. Ainsi l'épaisseur de la lame d'air peut être augmentée ou réduite en modifiant lesdites cales. Lesdites cales servent également de joint d'étanchéité pour éviter la fuite latérale du flux d'air.

- les déflecteurs sont stationnaires, et peuvent être fixés sur des poutres transversales situées à proximité du plan de défilement du support d'impression.

La présente invention concerne également des machines d'impression du type à impression offset ou encore à impression par héliogravure ou flexographie incluant le dispositif décrit ci-dessus.

La machine à impression offset comporte au moins un dispositif de compensation de la variation de largeur du support d'impression tel que décrit précédemment, disposé en aval d'au moins un groupe imprimant, de manière à déformer localement le support d'impression en vue de compenser l'élargissement de la largeur dudit support survenant lors de son impression dans le ou les groupes imprimants amont.

La machine à impression du type à impression par héliogravure ou par flexographie, comporte au moins un dispositif de compensation de la variation

de largeur du support d'impression tel que décrit précédemment, disposé en amont d'au moins un groupe imprimant de manière à déformer localement le support d'impression en vue d'anticiper et de compenser le rétrécissement de la largeur dudit support, survenant, notamment lors de son séchage, en aval du groupe imprimant.

D'autres avantages et détails de la présente invention apparaîtront de la description d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du déflecteur d'un dispositif de compensation selon une première variante de l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe transversale selon AA du déflecteur de la figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du déflecteur selon la figure 1 en présence du support d'impression.

La figure 4 est une vue avant du déflecteur de la figure 3.

La figure 5 est une vue en perspective partielle d'un déflecteur du dispositif de compensation selon l'invention.

La figure 6 est une vue en perspective d'un déflecteur du dispositif de compensation selon l'invention.

La figure 7 est un schéma illustrant le positionnement et l'action du dispositif de compensation dans une machine à imprimer selon l'invention.

La figure 8 est une vue en coupe longitudinale du déflecteur d'un dispositif de compensation selon une deuxième variante de l'invention, en présence du support d'impression.

L'exemple décrit ci-après présente un mode de réalisation d'un dispositif de compensation de la variation de largeur d'un support d'impression souple selon la présente invention, conçu ici pour agir sur un support d'impression constitué par une bande de papier 1 défilant à grande vitesse entre des groupes imprimants successifs G1 , G2, G3 et G4 (voir figure 7).

Le dispositif de compensation comprend ici une paire de déflecteurs 2 stationnaires. En référence aux figures 1 à 6, chaque déflecteur 2 est formé d'une semelle 3 sur laquelle sont montées, dans le sens D du défilement de la bande de papier, respectivement une partie avant 4 et une partie arrière 5 séparées par une chambre 6 de soufflage d'air. Selon une première variante de l'invention (cf. figures 1 et 4), la face arrière de la partie avant 4 est de forme concave s'adaptant à la forme convexe de la face avant de la partie arrière 5. Selon une deuxième variante de l'invention, la face arrière de la partie avant 4 et la face avant de la partie arrière 5 sont planes et obliques (cf. figure 8). Dans les deux variantes, ces deux faces, légèrement écartées l'une de l'autre, forment les parois transversales de la chambre de soufflage 6. Ces deux parois sont approximativement parallèles et sont orientées, comme visible sur les figures 1 et 3, en direction de l'arrière du déflecteur 2 dans le sens D du défilement de la bande 1 de papier support d'impression.

Des évidements 7 et 8 sont respectivement ménagés dans la partie arrière 5 du déflecteur 2 et dans la semelle 3 en vue de l'alimentation en air comprimé de la chambre de soufflage 6.

La chambre de soufflage d'air 6 débouche à la surface (ici surface supérieure) du déflecteur 2 tournée vers la bande 1 de papier et produit un flux d'air sous la forme d'une lame d'air inclinée vers ladite bande 1 et orientée en direction de l'arrière du déflecteur 2.

A cet effet, la surface supérieure du déflecteur présente la forme d'une pente ascendante terminée par un "plateau", la pente ascendante étant formée par la surface supérieure 9 de la partie avant 4 et par le bord d'attaque 10 de la partie arrière 5 du déflecteur 2.

La partie arrière 5 du déflecteur, plus haute que la partie avant 4, se termine par une surface supérieure plane 11 formant "plateau" approximativement parallèle au plan du défilement de la bande 1 de papier. Le plan de défilement est ici défini comme le plan formé par le support d'impression 1 entre deux groupes imprimants successifs sans intervention du dispositif de compensation selon l'invention.

La partie arrière 5 du déflecteur 2 présente également des flancs longitudinaux arrondis 12 recevant une fraction de la lame d'air afin d'éviter le contact avec le support imprimable. La face arrière 13 du déflecteur est en outre biseautée, la surface supérieure plane 11 dépassant, à l'aplomb du plan de défilement de ladite bande, la surface 14 qui est au contact de la semelle 3.

Selon un autre mode de réalisation, représenté en pointillés sur les figures 1 et 3, la face arrière 13a du déflecteur peut être de forme arrondie.

Ces formes biseautée ou arrondie permettent au flux d'air aval 20 (représenté sur les figures 3 et 8) montant le long de cette face biseautée d'accompagner la lame d'air déjà formée sous le support d'impression 1 , afin d'éviter le placage dudit support contre l'arrière du déflecteur 2.

Entre la partie avant 4 et la partie arrière 5 du déflecteur, sont positionnées des pièces 15, appelées cales, visibles sur la figure 5, permettant d'écarter les deux pièces 4 et 5 l'une de l'autre et formant les parois longitudinales de la chambre de soufflage 6, tout en servant de joint d'étanchéité de cette chambre.

Dans la semelle 3 du déflecteur 2 est ménagé un orifice 18 permettant sa fixation sur l'extrémité de la tige d'un vérin (non représenté) pneumatique à simple effet, dont la course est par exemple de 10 à 20 millimètres environ, permettant de déplacer le déflecteur 2 verticalement par rapport au support imprimable 1. Le déflecteur 2 présente également, à l'extrémité avant de sa semelle 3, un orifice d'extrémité 17 permettant, au moyen d'une vis 16, d'y fixer un guide anti-rotation 21 qui assure le positionnement du déflecteur parallèlement à l'axe X de défilement de la bande de papier 1.

Comme visible sur les figures 3 et 4, le support d'impression, ici la bande 1 de papier, défilant dans le sens de défilement D est déformé au passage au- dessus du déflecteur 2. Sa déformation est progressive dans le sens longitudinal car il existe une tension de la bande de papier entre les cylindres des groupes d'impression successifs, mais plus accentuée dans le sens transversal de la bande de papier (voir figure 4).

Grâce au coussin d'air formé par la lame d'air sortant, en partie supérieure du déflecteur 2 et sur les flancs longitudinaux arrondis 12, de la chambre de soufflage d'air 6 ainsi qu'à l'air amont 19 aspiré par effet venturi (et éventuellement à l'air aval 20 déplacé par le flux d'air arrivant contre la bande de papier), la déformation de ladite bande 1 s'effectue sans contact avec la surface supérieure du déflecteur 2. En outre, le défilement de la bande de papier est facilité.

La figure 7 schématise le fonctionnement d'une machine à imprimer de type offset, par exemple, en quadrichromie. La bande 1 de papier provenant d'une bobine (non représentée) défile selon l'axe X en passant successivement dans les groupes imprimants G1 , G2, G3 et G4, apposant chacun une couleur sur ladite bande. Cette bande 1 de papier de largeur initiale LO présente après passage dans le premier groupe imprimant G1 une largeur L10 supérieure à la largeur LO, l'augmentation de largeur étant induite par l'apport hygrométrique et le foulage entre les cylindres du groupe imprimant G1.

Un dispositif de compensation de cette augmentation de largeur, constitué de deux déflecteurs 2a, est disposé en amont de l'entrée dans le groupe imprimant suivant G2 et permet de réduire la largeur L10 jusqu'à une largeur L20 voisine de LO. En aval du groupe imprimant G2, la largeur de la bande 1 de papier est à nouveau augmentée et présente la valeur L30 qui est à nouveau réduite grâce à une paire de déflecteurs 2b disposée en amont du passage de la bande 1 dans le groupe imprimant suivant G3. La nouvelle largeur à l'entrée de ce groupe G3 est L40 qui est approximativement égale à la largeur L20. Après le passage dans le groupe imprimant G3, la largeur de la bande est à nouveau augmentée et prend la valeur L50 qui est à son tour compensée au moyen d'une nouvelle paire de déflecteurs 2c. La nouvelle largeur obtenue est L60 proche de la valeur L40 précédente, avant que la bande 1 ne traverse le dernier groupe imprimant G4.

De manière optimale, après correction au moyen des déflecteurs 2a, 2b, 2c, la bande 1 retrouve sa largeur initiale, c'est à dire que l'on obtient L60 = L40

= L20 = LO, de sorte que les couleurs successives imprimées se superposent parfaitement à l'impression réalisée sur la bande 1 par le groupe imprimant G1.

Le débit du flux d'air apporté dans la chambre de soufflage 6 étant fixé à l'origine, la contrainte ou pression exercée par chaque déflecteur 2, 2a, 2b ou 2c sur la bande 1 peut être ajustée en faisant monter ou descendre verticalement le déflecteur. Ces réglages peuvent être effectués notamment pour permettre une meilleure superposition des couleurs imprimées successivement sur la bande de papier.

Il peut être prévu que les déflecteurs (2, 2a, 2b, 2c) entrent en action lorsque la machine à imprimer dépasse un certain seuil de révolutions par heure (par exemple 5 000 révolutions/heure) au moyen de l'ouverture du circuit pneumatique qui alimente simultanément le vérin et la chambre de soufflage 6 du déflecteur ; le vérin déplace alors le déflecteur contre le support imprimable 1 (ce qui constitue la position de travail) et le flux d'air comprimé (sous une pression voisine de 5 à 6 bars) est dirigé dans la chambre de soufflage 6, puis en direction du support imprimable en formant le coussin d'air décrit précédemment. Lorsque la machine à imprimer passe au-dessous du seuil (fixé par exemple à 5 000 révolutions/heure), le circuit pneumatique se ferme : le vérin écarte alors le déflecteur (par l'intermédiaire par exemple d'un ressort intégré dans le vérin) en raison de l'absence de pression, et le flux d'air traversant la chambre de soufflage est interrompu : le déflecteur écarté du support imprimable est alors en position dite de repos.

En fonctionnement (position dite active du déflecteur), le débit d'air est réglé par les cales 15 pré-positionnées entre la partie avant 4 et la partie arrière 5 du déflecteur et par un régulateur de pression (non représenté) installé sur l'alimentation en air comprimé.

L'ajustement de la contrainte exercée par chaque déflecteur sur le support imprimable 1 peut être effectué manuellement par l'opérateur, ou être motorisé et piloté à distance à partir du pupitre de contrôle de la machine. Il peut être également automatisé et géré par un système de contrôle automatique pourvu de scanners ou caméras, qui pilote par comparaison de

positionnement les spots ou repères de couleurs imposés sur la forme par l'imprimeur et imprimés sur la bande de papier. Un tel système contrôle alors en permanence le positionnement des spots des couleurs successives et corrige les défauts de superposition des couleurs, en intervenant sur les moteurs qui adaptent la contrainte de chaque déflecteur sur le support imprimable, en prenant comme référence la couleur imprimée dans le groupe G1.

Le déflecteur du dispositif de compensation conforme à l'invention présente de nombreux avantages, en particulier :

La forme globalement arrondie de la surface supérieure du déflecteur permet de ne pas accrocher la bande de papier notamment lors du ralentissement et de l'arrêt du défilement de la bande 1 , contrairement aux buses de soufflages classiques qui risquent à tout moment d'endommager ou de perforer la bande de papier, dont le grammage est, pour des raisons économiques, de plus en plus fin.

La consommation en air comprimé du dispositif de compensation, selon l'invention, est réduite par rapport au dispositif à air puisé de l'art antérieur. En outre, le flux d'air étant continu selon la présente invention, le niveau sonore en fonctionnement est très réduit.

Le dispositif de compensation s'adapte à tous les supports d'impression souples qu'ils soient imprimés sur la totalité de leur surface ou non.

Enfin pour des utilisations de bande de papier de largeur plus importante, il est possible d'augmenter le nombre de paires de déflecteurs utilisées, réparties transversalement en amont ou en aval d'un groupe d'impression.

A titre d'exemple non limitatif, la largeur de la zone active d'un déflecteur est approximativement comprise entre 140 et 220 mm ² .

Pour des machines d'impression pour lesquelles l'espace disponible est réduit, il est possible de disposer les déflecteurs "en quinconce", c'est-à-dire de part et d'autre du support d'impression défilant et non plus d'un seul côté de la bande de papier comme représentée sur la figure 7.

L'exemple ci-dessus a été décrit pour des machines d'impression utilisant un procédé d'impression offset mais peut s'appliquer également aux machines d'impression utilisant des procédés d'impression par héliogravure ou par flexographie. Dans ce cas, la (ou les) paires de déflecteurs 2 sont positionnés en amont de chacun des groupes imprimants, de manière à réduire la largeur du support d'impression avant son entrée dans ledit groupe imprimant, afin d'anticiper le rétrécissement de la bande de papier survenant au niveau des postes de séchage disposés en aval de chaque groupe imprimant.