JP2016028881A - インキ撹拌押し込みロール及びこれを備えた輪転印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷不良を防止し得たインキ撹拌押し込みロールを備えた輪転印刷機を実現する。
【解決手段】軸芯と、軸芯を被覆するゴム製の被覆層と、を有し、被覆層の表面は、その周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面である、インキ撹拌押し込みロール。被覆層の厚みは、５〜９ｍｍであり、被覆層を構成するゴムは、ブチルゴム、ＥＰＴゴムのいずれかであり、軸芯は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。また、インキ撹拌押し込みロールの回転方向は、版胴に対して抵抗が大きい方向とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、輪転印刷機に用いるロールに関し、詳しくはインキパンのインキを撹拌し、あるいはインキを版胴に押し込むインキ撹拌押し込みロールに関する。

輪転印刷機では、インキパン（インキ溜め）に注入されたインキが版胴に直接又は間接に供給され、これが被印刷物に転写されて印刷が行われる。

ここで、インキパンに注入されたインキの撹拌が不適切であると、インキ表面に膜がはってしまい、このようなインキがそのまま版胴に供給されると印刷にかすれが生じてしまう。また、版胴にインキを供給する際に泡が生じたり目詰まりを起こしたりした場合にも、ピンホールやかすれ等の印刷不良が生じる。このため、インキパンのインキを十分に撹拌する技術や、版胴にインキを十分に押し込む技術が求められている。

ここで、良好な印刷を行うための技術としては、例えば下記特許文献１がある。

特開2003-205592号公報

特許文献１は、加熱したファニッシャロールを印刷ロールに接触させて該印刷ロールを熱伝達・加熱する技術を開示している。この技術では、印刷ロールの熱膨張を制御し、且つ被印刷物であるウエブを牽引して走行させる走行速度を制御することにより、印刷ラインの略全長に渡るウエブの緊張を確保して印刷できるとされる。

しかしながら、上記特許文献１は、インキの攪拌不足や押し込み不良に起因する印刷不良について考慮しておらず、更なる改良が求められていた。

本発明は、インキを十分に撹拌でき、印刷不良を抑制し得たインキ撹拌押し込みロール及びこれを備えた輪転印刷機を実現することを目的とする。

本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールは、次のように構成されている。
軸芯と、前記軸芯を被覆するゴム製の被覆層と、を有し、前記被覆層の表面は、その周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面である、インキ撹拌押し込みロール。

この構成による効果を、図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる輪転印刷機の要部を模式的に示す断面図であり、図２は、本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールを模式的に示す斜視図であり、図３は、本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールを模式的に示す断面図であって、図３（ａ）は縦断面図、図３（ｂ）は横断面図であり、図３（ｃ）は部分拡大横断面図であり、図３（ｄ）は突出部の高さとくぼみの大きさを説明する部分拡大横断面図である。図２に示すように、インキ撹拌押し込みロール１の表面は、その周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面であり、周方向に沿った多数の鱗片状部１５が、サイズや配置がランダムに形成されている。そして、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、うろこ状の切削荒粗面は、その横断面において鱗片状部１５の先端部１５ａが他の表面上に重なって、くぼみ１５ｂを形成している。このため、図１に示すように、インキ撹拌押し込みロール１をインキパン３に付けた状態で回転させると、インキ４がくぼみ１５ｂにたまり、インキパン３のインキ４の上面よりも上方に持ち上げられ、その後インキパン３に落とされる。この作用により、インキが十分に撹拌されるようになり、撹拌不足によってインキ表面に膜が張ることを防止できる。

また、図１に示すように、インキ撹拌押し込みロール１を版胴２に押し当てた状態で、インキ撹拌押し込みロール１の抵抗が大きい方向（うろこ状の重なり合いの逆目方向）に回転するように版胴２を回転させると、インキ撹拌押し込みロール１がこの回転に伴って回転する。ここで、被覆層１２は弾性のあるゴムからなるので、回転による摩擦抵抗によって鱗片状部１５の先端部１５ａが外側にしなるように変形し、その後復元する動きを繰り返すが、この鱗片状部１５の先端部１５ａの動きによってインキ４が版胴２に十分に押し込まれ、且つ、余分なインキ４は版胴２から掻き出される。よって、版胴２の表面に泡が生じたり、目詰まりが生じたりすることを防止できる。これらの作用によって、かすれやピンホール等の印刷不良の発生を防止できる。したがって、印刷不良を顕著に抑制し得たインキ撹拌押し込みロールを実現できる。また、このインキ撹拌押し込みロールは、版胴２の回転に附随して回転させる構成とする場合には、回転のための動力を必要としない。

また、インキ撹拌押し込みロール１及び版胴２がともに金属製の場合、両者を強く押し当てると、摩擦抵抗によって回転が阻害されるおそれがある。しかしながら、本発明では、インキ撹拌押し込みロール１の表面は弾性のあるゴムからなるため、インキ撹拌押し込みロール１を版胴２に強く押し当てた状態でも版胴２、インキ撹拌押し込みロール１ともに良好な回転が可能である。

また、インクと直接接する被覆層１２がゴムからなるので、インキが付いた表面を、溶剤等を用いて簡便に洗浄できる。このため、同一のロールを用いて異なる色のインキを使用するための切り替え作業を簡便に行うことができる。

ここで、周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面とは、鱗片状部１５の重なり合いの方向が周方向であることを意味するが、重なり合いの方向が周方向と平行であるものに限定されるものではなく、周方向に対して傾き（３０°以内、より好ましくは１５°以内の傾き）をもっていてもよい。

また、インキ撹拌押し込みロールは、インキの撹拌のみに使用するものであってもよく、インキの押し込みのみに使用するものであってもよく、双方の目的で使用するものであってもよい。また、インキ撹拌押し込みロールは、単独でインキの撹拌や押し込みを行うものであってもよく、他のロール等とともにインキの撹拌や押し込みを行うものであってもよい。

また、被覆層の厚みは、好ましくは５〜９ｍｍとし、より好ましくは６〜８ｍｍとする。

被覆層を構成するゴムは、適度な弾性とインキに対する耐性（溶剤耐性）を備えていればどのような材料でもよいが、コストや加工性の観点から、ブチルゴムやＥＰＴ（エチレンプロピレン）ゴムであることが好ましい。

軸芯の材料としては特に限定されることはなく、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属材料や、硬質ゴム等の樹脂材料を使用することができ、その形状は中実、中空のいずれでもよい。中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いた中空材料は、軽量で且つ負荷によって変形する（曲がる）ことがないので好ましい。

また、鱗片状部は、高さ（図３（ｄ）のＬ１参照）が平均０．１８〜０．７０ｍｍであり、そのくぼみの長さ（図３（ｄ）のＬ２参照）が平均０．０８〜０．６０ｍｍであることが好ましい。また、平均高さは、０．２１〜０．６５ｍｍであることがより好ましく、０．２５〜０．６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、くぼみの平均長さは、０．１０〜０．５５ｍｍであることがより好ましく、０．１４〜０．５５ｍｍであることがさらに好ましい。

また、図６に示すように、インキ撹拌押し込みロールの表面には、くぼみを有する鱗片状部１５以外に、くぼみを有さない凸部１６が形成されていてもよい。ここで、ロール表面のすべての突出部（鱗片状部１５＋凸部１６）のうち、鱗片状部１５の個数の比率は、２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、３５％以上であることがさらに好ましい。また、突出部の平均高さ（全体）は、０．１５〜０．７０ｍｍであることが好ましく、０．１８〜０．６５ｍｍであることがより好ましく、０．２２〜０．６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、ロールの周方向の長さに対する突出部の比率は、０．２〜１．２個／ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．１個／ｍｍであることがより好ましく、０．４個〜１．０／ｍｍであることがさらに好ましい。

本発明にかかる輪転印刷機は、次のように構成されている。
インキが注入されるインキパンと、前記インキパンのインキに接して設けられ、当該版胴表面に保持したインキを被印刷対象物に転写して印刷を行う版胴と、前記インキパンの前記インキを撹拌し、及び／又は、前記版胴に前記インキを押し込む、上記のインキ撹拌押し込みロールと、を備える輪転印刷機。

上記輪転印刷機において、インキ撹拌押し込みロールの回転方向は、版胴に対して抵抗が大きい方向（うろこ状の重なり合いの逆目方向）であることが好ましい。

以上に説明したように、本発明によると、インキの撹拌不足や押し込み不良による印刷不良を抑制することができる。

本発明にかかる輪転印刷機の要部を模式的に示す断面図である。 本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールを模式的に示す斜視図である。 本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールを模式的に示す断面図であって、図３（ａ）は縦断面図、図３（ｂ）は横断面図であり、図３（ｃ）は部分拡大横断面図であり、図３（ｄ）は突出部の高さとくぼみの大きさを説明する部分拡大横断面図である。 本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールの切削荒粗面を示す写真であって、図４（ａ）はうろこ状の切削荒粗面の順目方向、図４（ｂ）はうろこ状の切削荒粗面の逆目方向から写したものである。 本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールの切削荒粗面の断面を示す顕微鏡写真であって、図５（ａ）はスケールなし、図５（ｂ）は０．１ｍｍの格子状スケールを付けたものである。 本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールの変形例を模式的に示す横断面図である。

本実施の形態にかかるインキ撹拌押し込みロールを備えた輪転印刷機を、図面を参照して説明する。図１は本実施の形態にかかるインキ撹拌押し込みロールを示す断面図であり、図２は、本実施の形態にかかるインキ撹拌押し込みロールを模式的に示す斜視図であり、図３は、本実施の形態にかかるインキ撹拌押し込みロールを模式的に示す断面図であって、図３（ａ）は縦断面図、図３（ｂ）は横断面図であり、図３（ｃ）は部分拡大横断面図あり、図３（ｄ）は突出部の高さとくぼみの大きさを説明する部分拡大横断面図である。

本実施の形態にかかるインキ撹拌押し込みロールを備えた輪転印刷機は、図１に示すように、インキが注入されるインキパン３と、インキを用いて被印刷対象物に印刷を行う版胴２と、インキパンのインキを撹拌しつつ、版胴２にインキを押し込むインキ撹拌押し込みロール１と、を備えている。

また、本実施の形態にかかるインキ撹拌押し込みロールは、図２、３に示すように金属製の軸芯１１と、軸芯１１の周囲に配されたゴム製の被覆層１２と、回転軸１３と、ベアリング１４と、を有しており、被覆層１２は、周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面となっている。ここで、回転軸１３とベアリング１４は、他部材への取り付けを容易とする等のためのものであり、本発明の必須の構成ではない。

ここで、被覆層１２の切削荒粗面は、図２、３示すように、ランダムなサイズの多数の鱗片状部１５が重なり合ったうろこ状となっている。一つの鱗片状部（連続した一つの鱗片状部の先端部分により囲まれた領域）の大きさは特に限定されないが、好ましくは、周方向で１〜５ｍｍ、軸方向で２〜２０ｍｍであり、より好ましくは、周方向で２〜４ｍｍ、軸方向で３〜１５ｍｍである（いずれも平均値）。

また、鱗片状部は、高さ（図３（ｄ）のＬ１参照）が平均０．１８〜０．７０ｍｍであることが好ましく、０．２１〜０．６５ｍｍであることがより好ましく、０．２５〜０．６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、鱗片状部のくぼみの長さ（図３（ｄ）のＬ２参照）が、平均０．０８〜０．６０ｍｍであることが好ましく、０．１０〜０．５５ｍｍであることがより好ましく、０．１４〜０．５５ｍｍであることがさらに好ましい。

本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールの変形例を図６に示す。図６は、本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールの変形例を模式的に示す横断面図である。図６に示すように、インキ撹拌押し込みロールの表面には、くぼみを有する鱗片状部１５以外に、くぼみを有さない凸部１６が形成されていてもよい。

ここで、ロール表面のすべての突出部（鱗片状部１５＋凸部１６）のうち、くぼみを有する鱗片状部１５の個数の比率は、２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、３５％以上であることがさらに好ましい。また、突出部の平均高さ（全体）は、０．１５〜０．７０ｍｍであることが好ましく、０．１８〜０．６５ｍｍであることがより好ましく、０．２２〜０．６０ｍｍであることがさらに好ましい。また、ロールの周方向の長さに対する突出部の比率は、０．２〜１．２個／ｍｍであることが好ましく、０．３〜１．１個／ｍｍであることがより好ましく、０．４個〜１．０／ｍｍであることがさらに好ましい。

次に、このような切削荒粗面の加工方法について説明する。公知の方法により、金属（例えばアルミニウム）製の軸芯１１に、ゴム（例えばＥＰＴゴム）からなる被覆層１２を形成したロールを準備する。切削刃を、ロールの軸方向と略平行（±１０°以内）で且つロールの表面とのなす角を１０〜４５°、表面からの刃の食い込み深さを１〜５ｍｍとなるようにして被覆層の一方端部にあてがい、ロールを回転させつつ切削刃をロールの他方端部に引いて被覆層を切削する。より好ましくは、ロールの軸方向とのなす角を±５°以内、切削刃とロールの表面とのなす角を２０〜４０°、表面からの刃の食い込み深さを１．５〜３ｍｍとする。また、ロールの回転速度は、好ましくは５〜１５ｒｐｍとし、より好ましくは６〜１２ｒｐｍとする。また、切削刃の移動速度は、好ましくは２〜６ｍｍ／ｓｅｃとし、より好ましくは３〜５ｍｍ／ｓｅｃとする。また、刃の大きさは、好ましくは３〜５０ｍｍ、より好ましくは５〜４５ｍｍとする。この作業を複数回行う。これらの作業により、周方向に沿った鱗片状部１５がランダムに配置された、うろこ状の切削荒粗面が得られる（図２参照）。また、鱗片状部１５以外に、図６に示すようなくぼみを有さない凸部１６が形成されることもある。ここで、表面からの刃の食い込み深さを、被覆層の厚みの２倍以上、好ましくは２．５倍以上とすると、使用によって鱗片状部１５が摩耗した場合に、再度の切削加工によって切削荒粗面を復元できるため、リーズナブルである。

そして、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、その周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面は、その横断面において鱗片状部１５の先端部１５ａが他の表面上に重なって、くぼみ１５ｂを形成している。このため、図１に示すように、インキ撹拌押し込みロール１をインキパン３に付けた状態で回転させると、インキ４がくぼみ１５ｂにたまり、インキパン３のインキ４の上面よりも上方に持ち上げられてインキパン３に落とされる。これにより、インキが十分に撹拌されるようになり、撹拌不足によってインキ表面に膜が張ることを防止できる。

また、図１に示すように、インキ撹拌押し込みロール１を版胴２に押し当てた状態で、版胴２をインキ撹拌押し込みロール１の抵抗が大きい方向（うろこ状の重なり合いの逆目方向）に回転させると、インキ撹拌押し込みロール１がこの回転に伴って回転する。ここで、被覆層１２はゴムからなるので、回転による摩擦抵抗によって鱗片状部１５の先端部１５ａが外側にしなるように変形し、その後復元する動きを繰り返すが、この鱗片状部１５の先端部１５ａの動きによってインキ４が版胴２に十分に押し込まれ、且つ、余分なインキ４は版胴２から掻き出される。よって、版胴２の表面に泡が生じたり、目詰まりが生じたりすることを防止できる。これらの作用によって、かすれやピンホール等の印刷不良の発生を防止できる。

また、被覆層１２は弾性のあるゴムからなるため、インキ撹拌押し込みロール１が版胴２に強く押し当てられた場合においても、両者の回転が阻害されることがない。

インキ撹拌押し込みロールの径や長さは、特に限定されることはなく、輪転印刷機の仕様に合わせて適宜設定すればよい。例えば、インキ撹拌押し込みロールの直径は５０〜１５０ｍｍであることが好ましく、６０〜１２０ｍｍであることがより好ましい。また、被覆層１２の厚みは、特に限定されることはないが、５〜１５ｍｍであることが好ましく、５〜９ｍｍであることがより好ましく、６〜８ｍｍであることがさらに好ましい。また、軸芯１１は、中実、中空のいずれでもよいが、軽量化が容易な中空であることが好ましい。例えば、中空のアルミニウム系の材料（純アルミニウム又はアルミニウム合金）を用いる場合、アルミニウム系材料の厚みは、１０〜２０ｍｍとすることが好ましい。

なお、上記実施の形態では、インキ撹拌押し込みロールは、インキの撹拌・押し込みの双方の目的で使用するものであるが、いずれか一方の目的で使用してもよい。また、上記実施の形態では、インキ撹拌押し込みロールは、単独でインキの撹拌・押し込みを行うものであるが、他のロール等とともにインキの撹拌や押し込みを行うものであってもよい。

（実施例１）
以下、本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールを備えた輪転印刷機の好適な実施例を、図１乃至及び図３に基づいて詳述する。

（インキ撹拌押し込みロールの作製）
公知の方法により、直径４０ｍｍのアルミニウム製の軸芯１１に、ＥＰＴゴムからなる厚み６ｍｍの被覆層１２を形成したロールを準備した。この軸芯１１は、厚み１．５ｍｍのアルミニウムを用いた中空状であり、図２、３に示すように回転軸１３及びベアリング１４が取り付けられている。このロールの被覆層の表面と刃とのなす角を３０°、表面からの刃の食い込み深さを好ましくは２ｍｍとなるようにして、切削刃を被覆層の一方端部にあてがい、ロールを回転させつつ切削刃をロールの他方端部に引いて被覆層を切削する切削作業を繰り返し行った。このとき、ロールの回転速度は８〜１０ｒｐｍ、切削刃の速度は３〜４ｍｍ／ｓｅｃ、刃の大きさは４０ｍｍとして切削を行った。この作業により、本実施例にかかるインキ押し込みロールを作製した。

図４は、本実施例にかかるインキ撹拌押し込みロールの切削荒粗面を示す写真であって、図４（ａ）はうろこ状の切削荒粗面の順目方向、図４（ｂ）はうろこ状の切削荒粗面の逆目方向から写したものである。図４に示すように、切削によって、鱗片状部１５がランダムに配された、うろこ状の切削荒粗面が得られた。また、横断面において、鱗片状部１５の先端部１５ａが他の表面部分上に重なりってくぼみ１５ｂが形成されていることが確認された（図４（ｂ）の写真では、くぼみは影となって映っている）。また、鱗片状部をランダムに１０個抽出してそのサイズを測定したところ、周方向で３〜２０ｍｍ、軸方向で１〜４ｍｍであった。

この後、版胴２、インキパン３等の公知の材料及び公知の方法を用いて、図１に示す構造を備えた輪転印刷機を作製した。

この輪転印刷機を用いて合計１０００時間の印刷テストを行ったところ、インキパンのインキに膜が張ることは確認されず、且つ、版胴の表面の泡に起因するピンホールや、版胴のインキ掻き出し不足によるインキのかすれは確認されなかった。

（実施例２）
上記実施例１と同様にして、本発明にかかるインキ撹拌押し込みロールを作製した。このインキ撹拌押し込みロールを適宜切断して試験サンプルとし、ロール軸に垂直な断面におけるロールの外周形状について、超解像度デジタルマイクロスコープ（キーエンス製VHX−2000）を用いて分析した。また、この際のインキ撹拌押し込みロールの断面写真を図５に示す。

図５（ａ）ははスケールなし、図５（ｂ）は０．１ｍｍ間隔の格子状スケールを付けた顕微鏡写真である。この写真から明らかなように、ロールのＥＰＴゴムからなる被覆層の表面には、多数の突出部が形成されており、この突出部には、くぼみを有している鱗片状部１５と、くぼみを有していない凸部１６と、が存在していた。

そこで、顕微鏡写真を用いて、（１）突出部の高さ（全体、鱗片状部、その他の凸部について、突出部の最も突出している点における接線と、その近傍の突出部以外の部分における接線の平行線と、の間の平行線間の距離であってその値が最大となるもの、図３（ｄ）のＬ１参照）、（２）突出部のうち、鱗片状部の比率、（３）くぼみの大きさ（鱗片状部のみについて、鱗片状部の高さに垂直方向（（１）の接線方向）の最大長さ、図３（ｄ）のＬ２参照）、（４）外周長さ当たりの突出部（全体）の数を調べた。この結果を下記表１に示す。なお、（１）〜（３）については、５サンプル中の２８の凸部について測定し、（４）については、６サンプルで測定した。

以上のことから、ロール表面のすべての突出部（鱗片状部＋凸部）のうち、くぼみを有する鱗片状部の比率は、２５％以上、突出部の平均高さ（全体）が、０．１５〜０．７０ｍｍ、鱗片状部の平均高さが０．１８〜０．７０ｍｍで、くぼみの平均長さが０．０８〜０．６０ｍｍ、ロールの周方向の長さに対する突出部の比率が、０．２〜１．２個／ｍｍであると、インキの撹拌不足や版胴表面における押し込み不良等による印刷不良を防止できることがわかった。

本発明は、グラビア印刷等の凹版印刷、凸版印刷における輪転印刷機で、インキ撹拌押し込みロールを備えるものに簡便に適用でき、インキの撹拌不足や版胴表面における押し込み不良等による印刷不良を防止できるので、本発明の産業上の利用可能性は高い。

１：インキ撹拌押し込みロール
２：版胴
３：インキパン
４：インキ
１１：軸芯
１２：被覆層
１３：回転軸
１４：ベアリング
１５：鱗片状部
１５ａ：鱗片状部の先端部
１５ｂ：くぼみ
１６：凸部

Claims (7)

1. 軸芯と、前記軸芯を被覆するゴム製の被覆層と、を有し、
   前記被覆層の表面は、その周方向に沿ったうろこ状の切削荒粗面である、
   インキ撹拌押し込みロール。
2. 前記被覆層の厚みは、５〜９ｍｍである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインキ撹拌押し込みロール。
3. 前記被覆層を構成するゴムは、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムのいずれかである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインキ撹拌押し込みロール。
4. 前記軸芯は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインキ撹拌押し込みロール。
5. 前記鱗片状部は、平均高さが０．１８〜０．７０ｍｍであり、そのくぼみの平均長さが０．０８〜０．６０ｍｍである、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインキ撹拌押し込みロール。
6. インキが注入されるインキパンと、
   前記インキパンのインキに接して設けられ、当該版胴表面に保持したインキを被印刷対象物に転写して印刷を行う版胴と、
   前記インキパンの前記インキを撹拌し、及び／又は、前記版胴に前記インキを押し込む、請求項１ないし５のいずれかに記載のインキ撹拌押し込みロールと、
   を備える輪転印刷機。
7. 前記インキ撹拌押し込みロールの回転方向が、前記版胴に対して抵抗が大きい方向である、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の輪転印刷機。