JP2010184471A - 給水ロール - Google Patents

Abstract

【課題】メタルシリンダーロールが高速化しても、回転が落ちたりあるいは停止することを回避して安定して湿し水を供給できる給水ロールを提供することを課題とする。
【解決手段】印刷装置において湿し水を供給するための、金属製あるいは樹脂製ロール１２に接して回転する給水ロール１３であり、芯金と該芯金の周面に形成されたゴム層とを備え、該ゴム層表面に粗さ１２０〜３００μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成したことを特徴とする給水ロール１３。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置の給水機構に使用される水練りロール，水ライダーロール，水元ロール等の給水ロールに関する。

周知の如く、オフセット印刷は油（インキ）と水とが反発する性質を利用した印刷法である。この印刷法は現在の主流をなす印刷技術であり、新聞，雑誌，教科書，チラシなどの印刷に多用されている。

上記オフセット印刷では、予め版の上に画像部（親インキ樹脂層）と非画像部（親水性アルミニウム層）を形成させた後、まず湿し水装置によって非画像部に水を与え、しかる後にインキ装置によって画像部にインキを与え、この版と接触回転するゴムブランケットにインキ画像を移す。更に、ゴムブランケットと接触回転している圧胴の間に紙等の被印刷物を通し、ゴムブランケット上のインキ画像を転写して印刷されるようになっている。

ところで、オフセット印刷においては、印刷機の給水機構として給水ロールが使用されている。給水ロールとしては、例えば水練りロール，水ライダーロール，水元ロールが知られている。これらの給水ロールは、湿し水の供給、保水性、履歴解消、シリンダーのインキ巻き（インキ汚れ）解消の機能を有し、印刷機の高速化、印刷物の高品質化の観点から非常に重要な役割を担っている。

従来の水元ローラ（給水ロール）を用いた印刷装置について、図３を参照して説明する。図中の符番１は湿し水を収容する給水装置であり、この給水装置１には給水ローラとしての水元ローラ２が近接して配置されている。ここで、水元ローラ２は、表面に溝や凹凸がなく平滑な面となっている。水元ローラ２には、表面にクロームメッキを施したメタルシリンダー３が近接して配置されている。水元ローラ２は、メタルシリンダー３と単ニップの１点で接触し、ギアなどを介さずに連れ回りにより回転するようになっている。ここで、メタルシリンダー３は、湿し水膜を均一に広げるために軸方向に往復運動するように構成されている。メタルシリンダー３には、ゴム製の水つけローラ４が配置されている。水つけローラ４は、版胴５に接触して回転するように構成されている。版胴５には、該版胴５上に取り付けられている版（図示せず）の画像部にインキを供給するインキロール６ａ，６ｂ，６ｃが近接して配置されている。

こうした構成の印刷装置の動作は次のとおりである。
まず、給水装置１の湿し水は水元ローラ２に供給され、メタルシリンダー３に移される。次に、湿し水はゴム製の水つけローラ４に移され、同じく接触回転している版胴５上に取り付けられている版の非画像部に供給され、版面を湿す。この後、インキローラ６ａ〜６ｃによって画像部にインキが供給され、基本的な印刷画像が形成される。この工程の後、画像はゴムブランケットから被印刷体である紙へと転写され、版上への画像形成が正確であることが不可欠である。もし、版の非画像部にインキが付着してしまうと、被印刷体にも印刷されてしまい、汚れて不良品となる。また、湿し水が過剰であると、被画像部にも付着してしまい、その後のインキ転移が不足し、印刷物のインキ濃度不足を招く。

なお、印刷機に使用される印刷用ローラとしては、特許文献１が知られている。特許文献１は、ローラ表面に対角度２０°〜１６０°の格子型溝状又は軸方向との角度が１０°〜８０°の斜線型溝状に粗面化して、連続した凹部を形成し、ムラの発生問題とインキ量又は塗布量の問題を同時に解決しようとしたものである。

特開平６−２３９６５号公報

しかしながら、従来の給水ロールでは、適正ニップが確保されていても、ロール表面が平滑で且つ自らは駆動せず相対するシリンダーロールの回転により連れ回りする。そのため、シリンダーロールの回転が高速化するに連れ、水元ロールの回転が落ち、最終的には止まってしまうことがある。この原因は、ロール−ニップ間に存在している「水膜」によりスリップしているためと考えられる（即ち、車の高速運転時におけるハイドロプレーニング現象と同様）。なお、上述した不具合の現象はロールの洗浄時にも同様に起こるため、洗浄が不十分となり、逆に被印刷体に汚れを引き起こす原因となることもある。

また、上述したように、水元ローラ（給水ローラ）は、接触するメタルシリンダーが均一な湿し水膜を水付けローラへ供給する目的から、過去から平滑なゴム表面が要求されてきており、一般的な表面粗さ（Ｒｚ１０μｍ未満）で製作、使用されてきた経緯から、表面に溝や凹凸をつけることは、水膜の均一性が損なわれると考えられてきていた。上記特許文献１は、インキ機構（画像部へのインキ供給）に係る発明であり、水機構（非画像部への水供給）で展開することは、従来の常識では考えられないことであった。

本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、芯金のゴム層表面に粗さ１２０〜３００μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成した構成にすることにより、水の逃げ道をつくることでメタルシリンダーロールが高速化しても、回転が落ちたりあるいは停止することを回避でき、安定して湿し水を供給できる給水ロールを提供することを目的とする。

本発明に係る給水ロールは、印刷装置において湿し水を供給するための、金属製あるいは樹脂製ロールに接して回転する給水ロールであり、芯金と該芯金の周面に形成されたゴム層とを備え、該ゴム層表面に粗さ１２０〜３００μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、芯金のゴム層表面に粗さ１２０〜３００μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成した構成にすることにより、メタルシリンダーロールが高速化しても、回転が落ちたりあるいは停止することを回避でき、安定して湿し水を供給できる。

本発明の実施例１に係る給水ロールを用いた印刷装置の説明図。 図１の印刷装置に用いられた給水ロールの説明図。 従来の給水ロールを用いた印刷装置の説明図。

以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明において、前記ゴム層の材質としては、例えばシリコーンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、天然ゴム等、あらゆるゴムが使用できるが、アクリルニトリルブタジエンゴムを主成分とすることが望ましい。また、ゴム層の材料には、必要に応じて加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、充填剤等公知の配合剤を使用することができる。

本発明において、ゴム層表面の粗さ（Ｒzjis）を１２０〜３００μｍとした。表面粗さ（Ｒzjis）はＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１で定められている。表面粗さを上記の数値範囲に限定した理由は、次のとおりである。即ち、粗さが１２０μｍ未満では、凹凸の凹部の深さが浅くなって、従来の表面が平滑なロールと同様にスリップが生じやすくなる。また、粗さが３００μｍを超えると、湿し水を切りすぎてしまい、湿し水不足によるインキ汚れが生じやすくなる。なお、ゴム層表面の粗さは、好ましくは１５０〜２５０μｍである。

本発明において、「不規則な凹凸」とは、微細な溝が不連続に形成されることを要する。「不連続」とは、凹部（溝）がゴム層表面の特に周面方向に沿って螺旋状、又は輪状に形成されることなく、途中で凸部により遮断されているように形成することを意味する。不規則な凹凸は、ディスク状の研磨石を、通常使用する円周側面上ではなく、ディスク面上をロール表面に当てて、研磨することにより得られる。前記溝はロールの軸方向に対して２０°〜７０°の角度をつけて形成することが好ましい。また、溝の長さは１〜１０ｍｍが好ましい。ここで、溝の長さが１ｍｍ未満では、溝形成の効果が少なく、表面が平滑な従来ロールと同様にスリップが生じやすくなる。また、溝の長さが１０ｍｍを超えると、水の供給性能には問題はないが、費用対効果を考慮すると、製造コストが過大になる。

本発明において、芯金とゴム層との間に中間層としてエボナイト等からなる層を設けてもよい。芯金としては、鉄芯等の他、カーボン芯等必要な合成を保つ任意の材質からなる芯材を用いることができる。
本発明において、ロール表面の硬さがＪＩＳＡ２０〜４５であることが好ましい。ここで、硬さが２０未満ではゴム物性が悪くなり、寿命が短くなる。また、硬さが４５を超えると、金属シリンダーへの押し付け時、硬度が高いことから、ニップ量が小さくなり、水の均一供給が阻害される。前記ゴム層は１層でも良いし、２層以上の多層としてもよい。例えば、表層を硬くするとともに、内層を柔らかくし、トータルでゴム単層と同じ硬度になるように、硬度あるいは両者の厚みを調整することができる。

次に、本発明の給水ロールを用いた印刷装置について、図面を参照して説明する。

（１）水練り（水ライダー）ロールとして用いた場合
図１，図２を参照する。図１中の符番１１は湿し水を収容する給水装置であり、この給水装置１には表面にクロームメッキを施したメタルシリンダー１２が近接して配置されている。ここで、メタルシリンダー１２は、湿し水膜を均一に広げるために軸方向に往復運動するように構成されている。メタルシリンダー１２には、給水ローラとしての水練り（水ライダー）ロール１３が近接して配置されている。また、メタルシリンダー１２には、ゴム製の水つけローラ１４が配置されている。水つけローラ１４は、版胴１５に接触して回転するように構成されている。版胴１５には、該版胴１５上に取り付けられている版（図示せず）の画像部にインキを供給するインキロール１６ａ，１６ｂ，１６ｃが近接して配置されている。

前記水練りロール１３は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す構成となっている。ここで、図２（Ａ）は水練りロール１３の断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の平面図の部分説明図、図２(Ｃ)は図２（Ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示す。水練りロール１３は、図２（Ａ）に示すように芯金１７の周面に表層としてのゴム層１８を形成した構成となっている。ゴム層１８の表面には、図２（Ｂ），（Ｃ）のように、粗さ１２０〜３００μｍに粗面化した不規則な凹凸が形成されている。なお、図２（Ｂ），（Ｃ）中の符番１９は不連続な溝を示す。

図２（Ｃ）について更に述べると、図２（Ｃ）の不連続な溝１９内の下面（底面）は平（平面）であることを示している。しかし、不連続な溝１９内の下面が必ずしも平らであるということではない。図示されてはいないが、例えば不連続な溝内の下面（底面）はＶ字型などの鋭角な面になることもある。図２（Ｃ）の形状の例は一例にすぎない。

（２）水元ロールとして用いた場合
図３を参照する。但し、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。図中の符番２０は給水ロールとしての水元ロールを示す。水元ロール２０は、給水装置１１に近接して配置されている。ここで、水元ロール２０は、図１の水練りロールと同じような構成となっている。

次に、本発明の具体的な実施例にについて説明する。
（実施例１）
まず、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）で内径１００ｍｍ、外径１２０ｍｍ、面長１６４８ｍｍ、硬度２５°のロールを作り、これをロールの研削盤に装着し、ゴム層表面に粗さ（Ｒzjis）１７０〜１９０μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成した。

上記実施例１に係る給水ロールは、芯金のゴム層表面に粗さ１７０〜１９０μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成した構成となっている。こうした構成の給水ロールをオフセット輪転機の水練ロールとして、メタルシリンダーとのニップ幅７ｍｍ設定で使用したところ、使用後６ヶ月を経過してもメタルシリンダーとの間でスリップが発生せず、インキの濃度不足や印刷物の汚れ等の不具合は生じなかった。

（実施例２）
まず、ＮＢＲで内径１００ｍｍ、外径１２０ｍｍ、面長１６４８ｍｍ、硬度３０°のロールを作り、これをロールの研削盤に装着し、ゴム層表面に粗さ１７０〜１９０μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成した。

実施例２に係る給水ロールについても、実施例１の場合と同様に、オフセット輪転機の水練ロールとして、メタルシリンダーとのニップ幅７ｍｍ設定で使用したところ、使用後６ヶ月を経過してもメタルシリンダーとの間でスリップが発生せず、インキの濃度不足や印刷物の汚れ等の不具合は生じなかった。

（比較例）
表面粗さをＲｚ８μｍとする以外は上記実施例１と同様にして給水ロールを製作した。比較例に係る給水ロールを用いて実施例１と同様な試験をしたところ、使用後３ヶ月でメタルシリンダーとの間でスリップが発生、印刷物の汚れが発生した。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。具体的には、芯金とゴム層間に例えばエボナイトからなる中間層を設けてもよいし、ゴム層の凹凸を形成する溝も上記実施例で述べた構成のものに限定されない。

１１…給水装置、１２…メタルシリンダー、１３…水練りロール、１４…水つけロール、１５…版胴、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…インキロール、１７…芯金、１８…ゴム層、１９…溝、２０…水元ロール。

Claims (3)

1. 印刷装置において湿し水を供給するための、金属製あるいは樹脂製ロールに接して回転する給水ロールであり、
   芯金と該芯金の周面に形成されたゴム層とを備え、該ゴム層表面に粗さ１２０〜３００μｍに粗面化した不規則な凹凸を形成したことを特徴とする給水ロール。
2. 前記芯金とゴム層間に中間層を設けたことを特徴とする給水ロール。
3. ロール表面の硬さがＪＩＳＡ２０〜４５であることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載の給水ロール。

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