JP2009012474A - エレクトレットおよびエレクトレットの印刷機への導入 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、ポリマーセルエレクトレットを用いてインキ転写部位の押付け力測定方式及び方法を見つけ、押付け力修正方法、セットアップ及び設定工程の自動化方法、狭い許容範囲において安定した印刷製品製造を確保する方法を見つけることである。
【解決手段】本発明は、版胴に取り付けられる、接着される、又はスリーブとして実施された（スリーブ状印刷版）印刷版、及び印刷版にインキをつけるためのインキ着けローラを備えた印刷機に関する。該インキ着けローラは、機械的、電気的、または圧電式アクチュエータを介して該印刷版に押し付けられる。着けローラの設定を容易且つ迅速に行うために、インキ着けローラの印刷版への押付け力、又は押付け力の当量が、圧電エレクトレットフィルム（１）を介して測定される。エレクトレットフィルムは、双極電荷を備えたセル（２）が設けられたセル状のポリマーエレクトレットフィルム（１）で構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、面への力／押付け力測定のためのエレクトレットの印刷機への導入、エレクトレットを含む特別な印刷機要素、エレクトレットを構成要素として備える印刷機の運転方法に関する。

エレクトレットとは、強磁性材料における永久的磁極性に似て、永久的な電気的（静電気的）分極を示す材料である。エレクトレット製造のための材料としては、特に、良好な電気絶縁特性を備える材料（誘電体）が適している。高い電気特性および良好な加工可能性を持つポリマー材料は特にエレクトレットの製造に適している。

近年、ポリマーエレクトレットの開発が進み、初期に見られた、湿分又は温度変化の影響を非常に受けやすいという点は克服されている。今日では、すぐれた長期安定性を示すポリマーエレクトレットを製造することが可能である。ポリマーエレクトレットは、数ミクロンから数ミリメーターというさまざまな厚さで製造可能である。

ポリマーエレクトレットの分極は、材料を加熱し、高電圧場を設け、高電圧場の影響下で材料を冷却して励起することにより行われる。最もよく行われるのが、エレクトレットをコロナ帯電により得る方法であるが、原則的には摩擦電気帯電（摩擦などによる）またはその他のいかなる帯電技術も考慮可能である。
ポリマーエレクトレットは今日では大部分が、機械的振動／負荷を電圧に変換するマイクロフォンに使われている。エレクトレットはまた、微細ホコリ用フィルターという非常に幅広い分野でも使われている。

セル構造を持つ新種のポリマーエレクトレットは、適切に電荷を与えた後には高い圧電効果を示す。使われるのは、閉じたセル構造を持つポリマーである。セル構造は、既知の方法でポリマーを発泡させて作ることができる。発泡方法としては、化学的発泡または、たとえばＣＯ_２（二酸化炭素）などの超臨界ガスを使ったポリマーの発泡が挙げられる。したがって圧電ポリマーは大面積で、広いパラメータ範囲で任意に形状づけられるセンサ及びアクチュエータを作ることができる。

コロナ放電またはプラズマ放電により、ポリマーバブルのセル２（空洞）内において巨視的な永久双極子が作成される（図参照）。多くの場合該セル（空洞）は、二軸または一単軸の伸長により伸ばされてディスクまたはレンズ形状の構造となる。望ましくは閉じた表面３を持つポリマーエレクトレットの外側の層には、電極が取り付けられている。ポリマーエレクトレットフィルム１の圧縮（圧縮応力４）により電荷密度が変化し、それにより圧電気につながり、該圧電気は電極５を介して測定することができる（図参照）。

ポリマーエレクトレット製造に適したポリマーとしては、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートまたはポリアクリレートなどの重縮合物、ポリアセテート、ポリイミド、繊維素エステル、ポリスチロール、フルオルポリマー、ポリフェニルスルフィド、およびその他の適切なポリマーが挙げられる。また、フッ化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）またはポリマーミックスなどのコポリマーなど、ポリマーの組み合わせのすべての形態も使用できる。

印刷機においては、印刷品質は、インキ着けローラを印刷版に対して押し付ける力及び印刷版を被印刷物に対して押し付ける力により大きく影響される。この押付け力は、関与する材料の膨張や収縮、磨耗により、また、一つの印刷命令中または複数の印刷命令中のベアリング遊びにより変化する可能性があり、それにより、インキの着きが悪い、トーン値上昇が高まる、繊細な被印刷物又は印刷版が損傷されるといった印刷技術的に悪い効果、およびその他多数の望ましくない効果が発生する可能性がある。これらの悪影響を防ぐためまたはその影響を一定の許容範囲内にとどめるためには、機械オペレータが新たな印刷命令を設定する際、機械保守の際、または印刷技術的問題の際に、影響を受けた要素を調整するために高いコストをかける必要がある。

これに対抗するために、たとえば、押付け力修正のための圧電要素を備えたオフセット輪転印刷機のローラベアリングを使用することが提案された。しかしこの解決法には、押付け力の測定と修正が面状に行われない、つまり、ローラの球状性が測定されないという欠点がある。さらにこの解決法は、インキ着けローラと印刷版との間の作用部位にのみ限定され、印刷版と被印刷物との間、または印刷版とゴム胴との間の転写部位での測定が不可能である。

押付け力修正の問題は、印刷版が直接的に、または介在物を介して間接的に接触しながら被印刷物に接するすべてのインパクト印刷方法に存在する。押付け力修正はまた、印刷版へのインキ着けが、一つまたは複数のインキ着けローラを用いて行われるすべての印刷方法においても適用することができる。

印刷機におけるエレクトレットの使用は、特許文献１により周知である。

包装印刷、端物印刷、新聞印刷において代表的な印刷方法はオフセット印刷である。オフセット印刷装置には、印刷版にインキを着けるための一つまたは複数のインキ着けローラを備えた一つのインキ装置が備わっている。
欧州特許出願第１，４９３，５６５，Ａ１号明細書

本発明の課題は、ポリマーセルエレクトレットを用いてインキ転写部位における押付け力測定のための方式及び方法を見つけることである。さらに、押付け力修正方法、セットアップ及び設定工程の自動化方法、狭い許容範囲において安定した印刷製品製造を確保する方法を見つける。

本発明の解決方法は、請求項１の特徴から理解できる。

発展形はそれぞれの従属請求項から理解できる。

本発明では、一つまたは複数のインキ着けローラの印刷版に対する押付け力、または、インキ着けローラの印刷版に対する押付け力の当量を、圧電エレクトレットフィルムにより測定する。

以下に、実施例に基づいて図を参照しながら本発明を説明する。

インキ着けローラの印刷版への押し付け、印刷版の被印刷物またはオフセット印刷装置のゴム胴などの介在物への押し付けは、セル状のポリマーエレクトレットフィルム１を印刷版の下に取り付けること、または、その他の適切な方法で版胴に固定することにより、印刷方法には関係なく解決することができる。取付け装置を使って取り付ける方法に代わる取付け法を挙げるとすると、たとえば、版胴に部分的または全面的に接着する方法などが挙げられよう。その場合、印刷版はポリマーエレクトレットフィルム１の上に取り付けられるか、または、スリーブ状印刷版（スリーブ）の場合は、スライドしてかぶせられる。また、エレクトレットフィルム１を印刷版の一部とすることもできる。

一つまたは複数のインキ着けローラの押付け力を介して、印刷版を通じて圧力がエレクトレットに与えられ、それにより圧電気が生じ、この圧電気を、全面的またはマトリックス状に配置できる電極を介して測定することができる。この電圧を介して直接的に、または、特性曲線または計算ルールを利用して、機械的な押付け力またはローラを通じて印刷版に与えられた圧力が全面的にまたは一つまたは複数のポイントにおいて決定される。そのため、ローラベアリングを介して押付け力を決定するのとは異なり、押付け力は、作用部位において直接的に決定され、その長所として、測定により、ベアリングの遊びまたはローラの張りまたはローラの曲がりも、ローラ幅全体またはローラ幅の複数の部位において一緒に測定され、それも考慮できるという点にある。しかも、インキ着けローラが複数の場合でも、測定を、たとえば印刷機に接続されている回転角センサから提供される、回転と同期する信号と組み合わせることにより、印刷版の下の一つのエレクトレットフィルム１を使って、個々のインキ着けローラの押付け力を決定することができる。ある時点にある一つの作用部位に存在するのはただ一つのローラであるため、回転に同期する信号を介して個々のローラの押付け力を知ることができる。この方法は同様に、一つまたは複数のインキ着けローラをオフセット印刷版に対して、または、フレキソ印刷の場合はアニロックスローラなどのインキングローラをフレキソ印刷版に対して押し付けるのに利用できる。

この方法の長所として、一方では、セットアップ工程中に一つまたは複数のインキ着けローラと印刷版との間の最適な押付け力を自動的に見つけられることが挙げられる。そのためにはたとえば、エレクトレットフィルム１により得られた電圧当量またはそこから導き出されたパラメータが、たとえばデータメモリに記憶されている所与の規定値に対応するまで、機械的な押付け力またはアクチュエータによる圧着または電気駆動を介して、ローラを印刷版に押し付けたりまたは離したりする。このとき押付け力のパラメータは（たとえば機械コンソールにおけるオペレータの入力により、または、たとえば、印刷する図柄の構成、印刷方法、インキ特性を考慮したエキスパートシステムにより）変更することができる。

ポリマーエレクトレットフィルム１は、セラミック圧電センサと比較して１００秒までの長い測定時間を提供できるため、エレクトレットフィルム１を使った押付け力最適化は、機械停止中に行うことができる。これに対してセラミック圧電センサは、基本的に、インパルス応答の評価に関連する短い測定時間しか提供できない。セットアップ工程中の設定は、機械が回転中でも行うことができる。

本発明による自動化セットアップ工程により、印刷命令の開始時から最適な印刷品質が得られ、それにより刷り損じを明らかに低減させることができる。さらに、すべての印刷装置における自動セットアップ工程を同様に行うことができ、機械オペレータが個々のローラの印刷版に対するローラ押し付けを苦労して目視で判断する必要がないため、セットアップ工程を明らかに時間短縮できる。

特にエラストマインキ着けローラには、連続運転中に加熱及び／または、印刷インキ及び／または洗浄剤の化学的影響により、直径の寸法変化が起こり、これは、印刷技術的に特にインキ分離、さまざまに異なる温度変化、トーン値上昇の変化に影響を与える可能性がある。連続運転中にも押付け力を測定できるため、インキ着けローラの押付け力を永久的または特定の間隔で測定し、場合によっては修正することが可能である。押付け力の測定は永久的、特定の時間的間隔または印刷枚数の間隔、または要請に応じて行える。要請に応じての測定においては、たとえば、要請により実際の押付け力が、印刷版の下に配置されたエレクトレットフィルムを使った測定により決定されるという信号が評価ユニットに送信される。

負荷のかかった電極に存在する応力またはこれから導出された値は、コンタクトループを介してまたは遠隔測定方法により受信ステーションに伝送され、該受信ステーションでは評価及び場合によってはさらに必要な計算ステップが実行される。捕捉された測定値の評価後、場合によっては、インキ着けローラの正しい押付けを担当するアクチュエータにおける規定値が与えられる。このとき設定工程は１つのステップでまたは反復して行われる。

コロナ放電またはプラズマ放電により、ポリマーバブルのセル２（空洞）内において巨視的な永久双極子が作成されることを示した図である。 ポリマーエレクトレットフィルム１の圧縮（圧縮応力４）により電荷密度が変化し、それにより生じた圧電気は電極５を介して測定できることを示した図である。

符号の説明

１ 閉じたセル状のエレクトレットフィルム
２ 双極構造のセル
３ エレクトレットフィルムの表面
４ 圧縮応力
５ 電極を介した電圧／電荷測定

Claims (15)

1. 版胴に取り付けられるか、接着されるか、またはスリーブとして実施された（スリーブ状印刷版）少なくとも一つの印刷版、及び、印刷版にインキをつけるための少なくとも一つのインキ着けローラを備えた印刷機において、該インキ着けローラが該印刷版に対して機械的、電気的、または圧電式のアクチュエータを介して押し付けられる印刷機において、
   一つまたはすべてのインキ着けローラの印刷版に対する押し付け、または、一つまたはすべてのインキ着けローラの印刷版に対する押付け力の当量が、圧電エレクトレットフィルム（１）を介して測定されることを特徴とする印刷機。
2. 前記エレクトレットフィルムが、ポリマーエレクトレットフィルム（１）内に双極電荷を持つセル（２）を備えた、セル状ポリマーエレクトレット（１）として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の印刷機。
3. ポリマーエレクトレットフィルム（１）が、二軸または一軸性伸展で製造されていることにより、ディスク状またはレンズ状の構造を持つセル（２）となっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷機。
4. エレクトレットフィルム（１）が、取り付け装置または接着剤により版胴に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷機。
5. エレクトレットフィルム（１）が印刷版の構成部分であるか、または印刷版に接着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷機。
6. 請求項１から請求項６のいずれかまたはすべてに記載された印刷機で用いられるエレクトレットフィルムにおいて、
   エレクトレットフィルム（１）の片面または両面には、追加的な表面密閉が施されていることを特徴とするエレクトレットフィルム。
7. エレクトレットフィルム（１）の表面（３）が望ましくは閉じられており、セル構造がまったくない、または一つのわずかなセル構造しか備えていないことを特徴とする請求項６に記載のエレクトレットフィルム。
8. エレクトレットフィルム（１）が、電圧または電荷（５）を捕捉するための一つまたは複数の電極を備えていることを特徴とする請求項６に記載のエレクトレットフィルム。
9. 複数の電極がマトリックス状にエレクトレットフィルム上に配置されていることを特徴とする、請求項８に記載のエレクトレットフィルム。
10. 請求項８に記載のエレクトレットフィルムを備えた、請求項１から請求項６に記載の印刷機において、
    版胴の周面の特定の複数部位においてエレクトレットフィルム（１）上に電極が配置されているために、それぞれの部位を、たとえば印刷機の回転角センサを介して得られる、回転に同期する信号と組み合わせることにより、ある特定のインキ着けローラに割り当てられることを特徴とする印刷機。
11. 請求項８に記載のエレクトレットフィルムを備えた、請求項１から請求項６に記載の印刷機において、
    電極が周面のただ一つの部位に配置されているために、個々の力がかかる順番により、場合によっては印刷機から得られた、回転に同期する信号と組み合わせることによって、該部位をある特定のインキ着けローラに割り当てることができることを特徴とする印刷機。
12. 請求項８に記載のエレクトレットフィルムを備えた、請求項１から請求項６に記載の印刷機において、
    得られた信号または電圧が、たとえばコンタクトループを介してなどコンタクトにより、または遠隔測定（無線伝送）により評価ユニットに伝送されることを特徴とする印刷機。
13. 評価ユニットにおいて、前記得られた信号が、計算ルール、特性曲線、またはエキスパートシステムを利用して評価されることを特徴とする、請求項１２に記載の印刷機。
14. エレクトレットフィルム（１）、データ伝送評価ユニットから構成される測定装置が、閉じた制御回路において、アクチュエータによる印刷版へのインキ着けローラの押し付けと協働することを特徴とする、請求項１２から請求項１３に記載の印刷機。
15. エレクトレットフィルム（１）、データ伝送評価ユニットから構成される測定装置が、押付け力規定値からの逸脱が測定された場合には、この逸脱が印刷機の機械コンソールに、たとえば数値といった適切な形で出力されることを特徴とする、請求項１２から請求項１３に記載の印刷機。

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