JP3126258U - グラビア印刷機とガイドロール - Google Patents

Abstract

【課題】ラップフィルムに印刷するグラビア印刷機において、ラップフィルムに縦皺が発生しないガイドロールを備えたグラビア印刷機を提供すること。
【解決手段】ガイドロール３２は、周面に螺旋状の溝３３を６条形成している。６条の溝３３は、夫々軸方向の中央において螺旋の旋回方向が逆になり、左右の溝３３は、角度θで交差する。溝３３の断面形状は、円弧状である。ラップフィルム（ウエブ）がガイドロール３２に接触して移動すると、ラップフィルムには、ガイドロール３２の軸方向においてラップフィルムの両端に向かう力（ラップフィルムの外に向かう力）が加わるため、ラップフィルムに縦皺（ガイドロール３２の軸方向と直交する方向の皺）が発生しない。
【選択図】図１

Description

本考案は、ラップフィルム、ストレッチフィルムの印刷に適したグラビア印刷機とガイドロールに関する。
ラップフィルムは、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン又はブタジエン樹脂等を主体とするフィルムであり、ストレッチフィルムは、塩化ビニル樹脂を主体とするフィルムである。

図４により従来のグラビア印刷機を説明する。
図４（ａ）は、従来のグラビア印刷機の構成の概要を示す図であり、図４（ｂ）は、被印刷体（ウエブ）がガイドロール上を通過するときの状態を説明する図である。
グラビア印刷機は、印刷前の被印刷体（ウエブ）を巻く供給軸１１ａやガイドロール１５１等の多数のガイドロールからなる供給部、印刷部１３１、乾燥部１３２、印刷されたウエブを巻く巻取り軸１１ｂとガイドロール１５ｎ等の多数のガイドロールからなる巻取り部によって構成されている。
供給軸１１ａに巻かれたウエブロール１２ａから供給されたウエブ１４は、ガイドロール１５１等のガイドロールを介して印刷部１３１へ誘導されて印刷される。印刷されたウエブ１４は、乾燥部１３２へ誘導されて乾燥され、巻取り軸直前のガイドロール１５ｎを介して巻取り軸１１ｂに巻き取られてウエブロール１２ｂを形成する。ウエブ１４は、供給軸１１ａから巻取り軸１１ｂに巻き取られるまでの過程で、図示してない多数のガイドロールを通過する。

グラビア印刷機は、通常紙に印刷するが、ポリプロピレンフィルムやナイロンフィルムに印刷する方法も提案されている（特許文献１参照）。
巻取り軸１１ｂにウエブ１４が巻かれるとウエブロール１２ｂの厚み（半径）が大きくなるため、ウエブロール１２ｂの厚みの変化に対応して、巻取り軸直前のガイドロール１５ｎの位置を調整している。その位置の調整は、従来作動源としてエアシリンダ、油圧シリンダ等を用い、ガイドロール１５ｎを取付けた揺動アーム（図示せず）をエアシリンダ等（図示せず）で作動して行なう（特許文献２参照）。

特開２００３−１２８３１３号公報 特開２００４−３５９３５５号公報

図４において、グラビア印刷機のウエブ１４は、図４（ｂ）のように、ガイドロール１５に接触して矢印Ｘ１方向へ移動するが、その移動の際、ウエブ１４には矢印Ｘ２方向の力が加わる、即ちウエブ１４の中央に向かう力が加わる。そしてウエブ１４がラップフィルムやストレッチフィルムの場合、それらのフィルムは、滑り性が悪く、腰がない（腰が小さい）ため、ウエブ１４がガイドロール１５を通過するとき、矢印Ｘ１方向の皺（縦皺）１４１が生じ、印刷は困難であることが分かった。
また従来のグラビア印刷機は、巻取り軸直前のガイドロール１５ｎの位置調整をエアシリンダ等で行なうため、ウエブロール１２ｂの厚みの変化に対応してガイドロール１５ｎとウエブロール１２ｂの位置関係を高精度で調整することが難しく、そのためにウエブ１４を巻取り軸１１ｂに巻き取るとき縦皺が生じることがあった。
本考案は、従来のグラビア印刷機やガイドロールの前記問題点に鑑み、ラップフィルムやストレッチフィルムに縦皺を発生させることなく印刷できるグラビア印刷機とガイドロールを提供することを目的とする。

本考案は、その目的を達成するため、請求項１に記載のグラビア印刷機は、周面に断面形状が弧状で軸方向の中央において旋回方向が逆になる螺旋状の溝を形成してあるガイドロール、ニヤーロールの位置を制御するサーボモータ、ウエブロールの厚みを検出してウエブとニヤーロールの接触部の終点とウエブとウエブロールの接触部の始点との距離が一定になるようにサーボモータを制御するサーボモータ制御部を備え、ウエブは、ラップフィルム又はストレッチフィルムであることを特徴とする。
請求項２に記載のグラビア印刷機は、請求項１に記載のグラビア印刷機において、前記ガイドロールは、ガイドロールの内の一部であり、他のガイドロールは、溝の断面形状がＶ字状であることを特徴とする。
請求項３に記載のグラビア印刷機は、請求項１又は請求項２に記載のグラビア印刷機において、前記ニヤーロールの少なくともウエブが接触する部分は、導電性ゴムからなることを特徴とする。

請求項４に記載のグラビア印刷機のガイドロールは、断面形状が弧状で軸方向の中央において旋回方向が逆になる螺旋状の溝を周面に形成してあることを特徴とする。
請求項５に記載のグラビア印刷機のガイドロールは、請求項４に記載のグラビア印刷機のガイドロールにおいて、前記弧状は、円弧状であることを特徴とする。
請求項６に記載のグラビア印刷機のガイドロールは、請求項４又は請求項５に記載のグラビア印刷機のガイドロールにおいて、前記溝の幅は、１〜１０ｍｍであることを特徴とする。
請求項７に記載のグラビア印刷機のガイドロールは、請求項４、請求項５又は請求項６に記載のグラビア印刷機のガイドロールにおいて、前記旋回方向が逆になる螺旋状の溝が交差する角度は、１００〜１２０度であることを特徴とする。

本考案のグラビア印刷機は、断面形状が弧状で軸方向の中央において旋回方向が逆になる螺旋状の溝を形成したガイドロールを用い、ニヤーロールの位置は、ウエブとニヤーロールの接触部の終点とウエブとウエブロールの接触部の始点との距離が一定になるように、サーボモータによって高精度で制御するから、ウエブがラップフィルムやストレッチフィルムであっても縦皺を発生しない。
本考案のグラビア印刷機は、溝の断面形状が弧状のガイドロールとＶ字状のガイドロールとを組合わせて用いるから、縦皺の発生しないグラビア印刷機を低コストで作ることができる。
本考案のグラビア印刷機は、ニヤーロールの少なくともウエブが接触する部分は、導電性ゴムを用いているから、帯電を防止でき、縦皺の発生を防止できる。

本考案のガイドロールは、断面形状が弧状で旋回方向が軸方向の中央において逆になる螺旋状の溝を形成してあるから、ラップフィルムやストレッチフィルムに縦皺を発生しない。また溝の断面形状は、弧状であり、円弧状であるから、幅の広い溝を形成することができ、曲率を変えるだけでその幅を容易に変えることができる。
本考案のガイドロールは、螺旋状の溝の幅が１〜１０ｍｍであるから、ガイドロールとラップフィルムやストレッチフィルムの接触面積が大きい場合にもそれらのフィルムに縦皺を発生しない。

図１〜図３により本考案の実施例を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。

図１は、本考案の実施例に係るグラビア印刷機に用いるガイドロールの構造（形状）を示す。
図１（ａ）は、ガイドロールの平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ３部分の矢印方向の断面図である。
軸３１を備えたガイドロール３２の周面には、螺旋状の溝３３を形成してある。溝３３は、ガイドロール３２の軸方向（長さ方向）の中央において、旋回方向が逆になる。即ち溝３３の旋回方向は、軸方向の中央において左右逆になる。溝３３の断面形状は、図１（ｂ）のように弧状に形成してある。また左右の螺旋状の溝３３は、角度θで交差している。角度θは、各螺旋状の溝３３の傾斜角（軸方向と直交する方向に対する溝３３の旋回方向の角度）の２倍の角度である。
なお溝３３の断面形状の弧状は、円弧状、楕円弧状等でよい。

ここで図１のガイドロール３２の具体的寸法例について説明する。
ガイドロール３２の長さ（軸方向の長さ）Ｌ１は、１０５０ｍｍ、直径Ｄ１は、１２０ｍｍ、溝３３の個数は、６条（６本）である。溝３３の角度θは、１２０度、幅Ｗ１は、１０ｍｍ、深さＨ１は、１．５ｍｍ、底部の曲面（弧状）の曲率直径Ｒ１は、２０ｍｍである。またガイドロール３２は、アルミニウムで形成してある。

次に図２により図１のガイドロールの縦皺発生防止作用について説明する。
図２（ａ）は、ガイドロールとウエブの平面図、図２（ｂ１）〜（ｂ４）は、ガイドロールとウエブの接触状態を説明する図である。
まず図２（ａ）において、ラップフィルム（ウエブ）４は、ガイドロール３２に接触してＸ４方向へ移動する。その際、ガイドロール３２の周面には、螺旋状の溝３３を形成してあるから、ラップフィルム４には、Ｘ４方向と直交するＸ５方向の力が加わる。即ちラップフィルム４には、ラップフィルム４の両端部（エッジ）に向かう力が加わる。したがってガイドロール３２は、従来のガイドロールにおいてラップフィルム４の中央に向かう力を抑制することができる。

本考案者は、ガイドロール３２に螺旋状の溝３３を形成すると縦皺が低減することに気付き、溝３３として加工が比較的容易な断面形状がＶ字状の溝（Ｖ字状溝）を形成したガイドロールを用いたが、縦皺の発生を完全には抑制できなかった。そこで本考案者は、溝３３の断面形状や寸法について種々検討し試験した結果、Ｖ字状溝は、幅を１ｍｍ程度に形成するのが限度であるため、幅が小さ過ぎることを突き止めた。溝３３の幅を大きくするため、図１（ｂ）のように溝３３の底部を円弧状に加工し、曲率を変えて溝３３の幅を変え、縦皺の発生状況を試験した結果、溝３３の幅は、１〜１０ｍｍ程度がよく、８〜１０ｍｍ程度が望ましい幅であることが分かった。そして溝３３の幅は、１０ｍｍを超えると、溝３３の部分でラップフィルムに弛みが生じることも分かった。また図１（ａ）の溝３３の角度θは、１００〜１２０度程度に設定するのが望ましい。溝３３は、その断面形状が円弧状の場合には、曲率を変えるだけで所望の幅に加工することができる。
Ｖ字状溝は、旋盤で加工できるから、加工が比較的容易で加工コストが安価になる。一方断面形状が円弧状の溝（円弧状溝）は、マシニングセンタで加工するから、加工コストが高価になる。

次に図２（ｂ１）〜（ｂ４）により、ガイドロールとラップフィルム（ウエブ）の接触状態と縦皺の発生について説明する
ガイドロール間の距離が同じ場合、ラップフィルム４の中央に向かう力（反Ｘ５方向の力）は、ガイドロール３２とラップフィルム４の接触面積の大小によって異なる。例えば図２（ｂ１）のように、ガイドロール３２とラップフィルム４が線接触しているだけのときは、両者の接触面積は小さいから、反Ｘ５方向の力は小さくなり、図２（ｂ２）、（ｂ３）のように接触面積が大きくなる程反Ｘ５方向の力が大きくなる。即ち両者の接触面積が大きくなる程縦皺が発生し易くなる。
したがって一台のグラビア印刷機のガイドロールの内、ラップフィルム４と接触面積が小さく縦皺の発生が小さい箇所には、加工コストの安価なＶ字状溝のガイドロールを用い、接触面積が大きく縦皺の発生が大きい箇所にのみ、円弧状溝のガイドロールを用いてもよい。即ち縦皺の発生が小さい箇所と大きい箇所とで、円弧状溝のガイドロールとＶ字状溝のガイドロールとを使い分け、両ガイドロールを適宜組み合わせて使用することもできる。この場合には、グラビア印刷機のガイドロールのコストを低減できる。

縦皺の発生は、ガイドロール間の距離によっても異なる。例えば図２（ｂ４）のように、ガイドロール３２１，３２２，３２３が接近している場合（例えばガイドロール間距離が５００ｍｍ程度の場合）には、３個のガイドロールの内いずれかに円弧状溝のガイドロールを用い、他はＶ字状溝のガイドロール用いることもできる。
ラップフィルム４の反Ｘ５方向に加わる力の影響は、ラップフィルム４が、供給部、印刷・乾燥部、巻取り部と移動するにしたがって大きくなる傾向があるから、円弧状溝のガイドロールは、後段部程個数を多くするとよい。特に巻取り部は、その影響が大きいため、円弧状溝のガイドロールを多く用いるのがよい。本考案の実施例に係るグラビア印刷機は、供給部に１個の円弧状溝のガイドロールを用い、印刷部・乾燥部に２個用い、巻取り部の略半数に円弧状溝のガイドロールを用いた。

図３は、本考案の実施例に係るグラビア印刷機に用いる巻取り軸直前のガイドロール（ニヤーロール）の制御部を示す。
図３（ａ）は、ニヤーロールの構成を示し、図３（ｂ）は、ニヤーロールの制御部の構成を示し、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の制御部に用いるレーザ発振器とレーザ検出器を示す。
まず図３（ａ）において、ニヤーロール３２ｎ１，３２ｎ２は、揺動アーム５１に取付けてあり、揺動アーム５１は、軸５２に取付けてある。印刷されたラップフィルム４は、ガイドロール３２ｍ、ニヤーロール３２ｎ１，３２ｎ２を介して巻取り軸２１に巻かれてウエブロール（ラップフィルムロール）２２を形成する。ウエブロール２２は、ラップフィルム４が巻かれると、厚み（半径）が大きくなる。ウエブロール２２の厚みが大きくなると、搖動アーム５１は、矢印Ｘ６方向へ回転（搖動）する。その際搖動アーム５１は、ラップフィルム４とニヤーロール３２ｎ１の接触部（ラップフィルム４とニヤーロール３２ｎ１が接触している部分）の終点とラップフィルム４とウエブロール２２の接触部（ラップフィルム４とウエブロール２２が接触している部分）の始点の距離Ｌ２を一定に保つように回転する。距離Ｌ２を一定に保つことにより、縦皺を発生することなくラップフィルム４を巻取り軸２１に巻き取ることができる。
ニヤーロール３２ｎ２は、アルミニウムによって形成し、ニヤーロール３２ｎ１は、少なくともラップフィルム４が接触する周面はゴムで形成してある。ニヤーロール３２ｎ１は、帯電するとラップフィルム４に縦皺が発生し易くなるため、ニヤーロール３２ｎ１のゴムは、導電性ゴムを用いている。

次に図３（ｂ）について説明する。
ニヤーロール３２ｎ１，３２ｎ２を取付けた搖動アーム５１は、サーボモータ５３によって駆動される軸５２とともに回転（搖動）する。即ちサーボモータ５３は、ニヤーロール３２ｎ１，３２ｎ２の位置を制御する。サーボモータ５３は、サーボモータ制御部５４によって制御され、サーボモータ制御部５４は、レーザ検出器５５２によりウエブロール２２の厚みの増加量を検出し、その増加量に応じてサーボモータ５３を制御する。

レーザ検出器５５２は、図３（ｃ）のようにウエブロール２２の軸方向の一端に配置し、他端にレーザ発振器５５１を配置してある。レーザ検出器５５２は、レーザ発振器５５１からのレーザ光を検出して、ウエブロール２２の厚みの変化を検出する。
なお図３は、揺動アーム５１を固定した軸５２を回転して揺動アーム５１を回転しているが、軸５２を固定し、その固定した軸に揺動アーム５１を回転自在に取付け、揺動アーム５１をサーボモータ５３によって直接回転するように構成してもよい。
前記実施例のウエブは、ラップフィルムを例に説明したが、ストレッチフィルムであってもよい。

本考案の実施例に係るグラビア印刷機に用いるガイドロールの構造（形状）を示す。 図１のガイドロールの縦皺発生防止作用について説明する図である。 本考案の実施例に係るグラビア印刷機に用いる巻取り軸直前のガイドロール（ニヤーロール）の位置を制御する制御部を示す。 従来のグラビア印刷機の構成を示す。

符号の説明

３１ ガイドロールの軸
３２，３２１，３２２，３２３ ガイドロール
３２ｎ１，３２ｎ２ ニヤーロール
３３ 溝
４ ラップフィルム（ウエブ）
５１ 搖動アーム
５２ 軸
５３ サーボモータ
５４ サーボモータ制御部
５５１ レーザ発振器
５５２ レーザ検出器

Claims (7)

1. 周面に断面形状が弧状で軸方向の中央において旋回方向が逆になる螺旋状の溝を形成してあるガイドロール、ニヤーロールの位置を制御するサーボモータ、ウエブロールの厚みを検出してウエブとニヤーロールの接触部の終点とウエブとウエブロールの接触部の始点との距離が一定になるようにサーボモータを制御するサーボモータ制御部を備え、ウエブは、ラップフィルム又はストレッチフィルムであることを特徴とするグラビア印刷機。
2. 請求項１に記載のグラビア印刷機において、前記ガイドロールは、ガイドロールの内の一部であり、他のガイドロールは、溝の断面形状がＶ字状であることを特徴とするグラビア印刷機。
3. 請求項１又は請求項２に記載のグラビア印刷機において、前記ニヤーロールの少なくともウエブが接触する部分は、導電性ゴムからなることを特徴とするグラビア印刷機。
4. 断面形状が弧状で軸方向の中央において旋回方向が逆になる螺旋状の溝を周面に形成してあることを特徴とするグラビア印刷機のガイドロール。
5. 請求項４に記載のグラビア印刷機のガイドロールにおいて、前記弧状は、円弧状であることを特徴とするグラビア印刷機のガイドロール。
6. 請求項４又は請求項５に記載のグラビア印刷機のガイドロールにおいて、前記溝の幅は、１〜１０ｍｍであることを特徴とするグラビア印刷機のガイドロール。
7. 請求項４、請求項５又は請求項６に記載のグラビア印刷機のガイドロールにおいて、前記旋回方向が逆になる螺旋状の溝が交差する角度は、１００〜１２０度であることを特徴とするグラビア印刷機のガイドロール。

Images