JP4231119B2

JP4231119B2 - 孔版印刷装置の圧胴

Info

Publication number: JP4231119B2
Application number: JP14153798A
Authority: JP
Inventors: 英治大川
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2018-05-22
Also published as: JPH11227310A; US6101935A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、孔版印刷装置の圧胴に関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔版印刷装置として、外周面に製版済みマスタを装着した状態で回転する版胴と、給紙手段によって１枚ずつ搬送されてくる用紙を版胴に押圧しつつ回転する円筒状の圧胴とを有し、この押圧状態において、インキ供給手段からのインキを用紙に転移させて印刷を行なうものが知られている。
【０００３】
圧胴は、版胴と略同一の直径を有し、版胴の回転速度と同一回転速度で回転駆動され、その外周面の一部に母線方向に延在する凹部を有している。この凹部には、用紙の先端をクランプするクランプ手段が設けられている。このような圧胴によれば、凹部の位置を版胴のマスタクランパの位置に対応させることで、マスタクランパとの干渉を回避でき、圧胴を版胴に押圧するときの移動量を小さくすることができるため、押圧時の印圧音を小さくすることができる。また、クランプ手段により、用紙の先端をクランプして用紙を搬送するので、排紙時の用紙の排紙巻き上がりを防止することや、レジスト精度を向上することができる。
【０００４】
図１７に示すように、圧胴１００としては、断面形状が円周の一部を欠いた形状となるように形成されたアルミニウムの押出し材１０２を使用し、この押出し材１０２の外周面に弾性層としてのゴム層１０４を形成し、このゴム層１０４の外周面に研削加工を施したものが知られている。この押出し材１０２の内部には、強度確保のため十字状のリブ１０３が成形されており、押出し材１０２の中心部、すなわち、リブ１０３が交差する部分には、軸１０１が設けられている。また、アルミニウムの押出し材を切断し、この外周面に研削加工を施して使用するものも知られている。
ゴム層１０４の材料としては一般的にニトリルゴムが使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１７に示す圧胴では、重量を抑えるために、ゴム層の厚さを薄くしている。例えば、ゴム層の厚さが略３〜５ｍｍに設定されている。よって、ゴム層に用いられているゴムの硬度をゴム硬度ＨＳ２０（ＪＩＳ−Ａ）としても、ゴム層の厚さが薄いので、実際には、ゴム硬度ＨＳ４０（ＪＩＳ−Ａ）に相当する変形状態を呈する。
これは、肉厚が小さいために、設定硬度に対応したゴム弾性が十分に発現しないためである。これにより、図１８に示すように、紙厚が厚くなる折り返し部分を有する用紙ａ、例えば、封筒等に印刷する場合、圧胴ｂのゴム層ｃの硬度が高いので、折り返し部分ａ１に圧胴ｂの押圧力が集中して作用し、折り返し部分ａ１に対応するマスタｄの部分（図中、ｅ部）にも、押圧力が集中して作用する。なお、図中、符号ｆは版胴を示す。したがって、封筒等に印刷する場合には、数百枚印刷した時点で、用紙の紙厚が厚い部分に対応するマスタの部分が破れるという問題点が発生し、破損した部分から用紙にインキが付着し、用紙が汚れるという問題点がある。
【０００６】
このマスタ破損を防止するために、ゴム層のゴム硬度を下げることが考えられる。ゴム層のゴム硬度を下げることによって、用紙の紙厚が厚い部分への押圧力集中を少しは緩和できるが、この押圧時には、図１９に示すように、ゴム層ｃは、用紙ａの両側に体積移動する。この体積移動により、圧胴ｂの中心から押圧部までの距離ｒ１が圧胴ｂの半径ｒ２よりも長くなったり、あるいは、用紙ａの厚さ分だけ距離ｒ１が距離ｒ２よりも長くなる。すなわち、版胴ｆの半径ｒ３よりも長くなる。
【０００７】
この現象は、厚紙に印刷を行う場合にも発生する。この場合には、圧胴の中心から押圧部までの距離が、圧胴の半径と厚紙の厚さとを加えた距離になり、版胴の中心から押圧部までの距離よりも長くなる。圧胴の中心から押圧部までの距離が、版胴の中心から押圧部までの距離よりも長くなると、押圧部において、厚紙の線速度が版胴の周面の線速度よりも速くなり、マスタにしわが発生する。
【０００８】
よって、本発明の目的は、押圧力の部分的な集中によるマスタの破損を防止できるとともに、押圧部における版胴と用紙との線速度の相違によるマスタのしわ発生を防止できる孔版印刷装置の圧胴を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のゴム弾性に基づいた変形を利用する構成では体積移動による変形を避けられない状況に鑑み、弾性層の圧縮性に着目した。
例えば、発泡性材料では、内在する気泡部分の圧縮率が他の緻密部分より圧倒的に高いため（気体の圧縮率に相当）、押圧力が作用した場合、気泡部分が占有していたスペースに押圧力によって変形すべき緻密部分が移動することとなり、これにより、体積移動を伴うことなく押圧力が吸収されることになる。
上記技術思想の下、請求項１記載の発明は、外周面に製版済みマスタを装着して回転する版胴に被印刷部材を押圧しつつ回転し、外周に弾性層を有する円筒体からなり、直径が上記版胴と略同一に設定された孔版印刷装置の圧胴において、上記弾性層が、上記被印刷部材の圧縮率よりも高い圧縮率を有し、圧縮されたときに体積移動せずに弾性変形するものであって、互いに連結しない多数の独立気泡を有するウレタンフォームからなるマイクロセル発泡体であり、上記マイクロセル発泡体は表面が平滑で圧縮残留歪みが１０％を超えないものであり、上記弾性層の外周面に、さらに合成樹脂フィルムを巻着したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の孔版印刷装置の圧胴において、上記円筒体の外周面の両端部分の各外径は、上記円筒体の中央部から各端部に向かって漸次増大しており、これに対応する上記弾性層の厚さは、上記圧胴の両端部の外径がその中央部の外径と同じになるように、上記円筒体の中央部から各端部に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の孔版印刷装置の圧胴において、圧胴の外周面が上記版胴に当接したときの衝撃を緩和するゴム層を、上記圧胴の上記版胴に接触し始める部分に上記弾性層に代えて設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の孔版印刷装置の圧胴において、
上記ゴム層の、上記圧胴の回転方向における上流側の厚さは、上記圧胴の回転方向の下流側から上流側に向かって漸次薄くなっており、この部分に対応する上記弾性層の厚さは、上記圧胴の回転方向の下流側から上流側に向かって漸次厚くなっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の孔版印刷装置の圧胴において、上記円筒体が一端に底板を有するカップ形状であり、この円筒体の他端に円盤状のフランジが固着されており、上記円筒体及び上記フランジが、熱硬化性の合成樹脂からなることを特徴とする。
【００２１】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照して説明する。まず、本発明の圧胴を使用した孔版印刷装置について説明する。
図１に示すように、版胴１は、多孔構造の円筒体を有し、この円筒体の外周面にメッシュスクリーンを巻着して構成されている。この版胴１の外周部には、版胴１の母線と平行に回転自在なマスタクランパ２が設けられている。このマスタクランパ２は図示しない開閉装置により駆動力を伝達されて、所定位置にて開閉される。マスタクランパ２には、マスタ３の一端が挾持されている。マスタ３の他端側は、版胴１の外周面に巻着されている。
【００２２】
図１中、版胴１の右側には、マスタ３を原稿の情報に基づいて穿孔する製版書き込み装置８０が配置されている。製版書き込み装置８０は、マスタ３に穿孔製版するサーマルヘッド８１と、マスタ３をサーマルヘッド８１の発熱素子部に押し付けつつ、マスタ３を搬送するプラテンローラ８２と、このプラテンローラ８２を駆動するパルスモータ８３と、マスタ３を切断するカッタ８４と、このカッタ８４を駆動するカッタ駆動モータ８５と、マスタ３の切断時期を決定する偏心カム８６と、マスタ３の先端をマスタクランパ２へ案内する給版ローラ８７とから構成されている。製版書き込み装置８０内において、マスタ３は、ロール状に巻かれて収納されている。図１中、版胴１の左側には、すでに版胴１に巻着されている使用済みマスタ３を版胴１から剥離して格納する排版装置８８が配置されている。
【００２３】
版胴１は、図示しない駆動装置により時計回りの向きに回転する（図中、矢印Ａの向き）。版胴１の内部には、該版胴１と同方向に同期して回転するインキローラ４と、このインキローラ４の外周面と僅かに隙間を設けて配置されたドクターローラ５とが配設されている。これらのローラ４、５により、インキ溜り６のインキをインキローラ４の外周面に供給する。インキは、軸パイプ７の穴より楔状空間のインキ溜り６に供給される。さらに、インキローラ４の外周面に供給されたインキは、版胴１の内周面とインキローラ４外周面との間に僅かな隙間があるので、版胴１の内周面に供給される。
【００２４】
版胴１の下方には、この版胴１に押圧される圧胴１０がインキローラ４に対向して配設されている。圧胴１０の直径は、版胴１の直径と略同一に設定されている。圧胴１０は、この圧胴１０の基部をなす本体部４０と、圧胴１０を支持する軸１１と、本体部４０の外周面に設けられた弾性層５０とから主に構成されている。本体部４０及び弾性層５０については、後で詳細に説明する。
【００２５】
圧胴１０の外周面の一部には、版胴１上のマスタクランパ２との衝突を避けるために、圧胴１０の母線方向に延在する凹部１７が形成されている。この凹部１７には、合成樹脂からなるクランパベース１８が設けられており、このクランパベース１８に被印刷部材としての用紙Ｐの先端を圧胴１０に保持する用紙クランパ１９が取り付けられている。用紙クランパ１９は、軸１９ａに回動可能に支持されており、図示しないカムにより所定のタイミングで開き、用紙Ｐをくわえた後、閉じて圧胴１０に用紙Ｐを保持し、剥離爪２０の位置に至ると再び開き、用紙Ｐを解放して該用紙Ｐを排紙搬送装置２１に送り出す。
【００２６】
圧胴１０は、版胴１との押圧位置が回転毎に同じになるように無端ベルトで連結されていて、反時計回りの向き（図中、矢印Ｂの向き）に回転するようになっている。
【００２７】
圧胴１０の軸１１は、支点軸１２を中心に揺動自在な一対のアーム１３（一方のみ図示する）に支持されており、圧胴１０は、アーム１３の揺動に応じて版胴１に対して接離自在である。アーム１３の自由端は、一端が装置の側板に固定されたスプリング１４によって圧胴１０が版胴１に押圧するように常時付勢されている。アーム１３の自由端には、カムフォロア１５が設けられており、このカムフォロア１５は、アーム１３の揺動を制御する、すなわち、圧胴１０の版胴１への押圧を制御するための印圧カム１６に当接している。
【００２８】
また、圧胴１０は、用紙Ｐの搬送不良時の対処として、版胴１に対して圧胴１０が押圧されないように、版胴１と同期して回転する印圧カム１６により、所定のタイミングで版胴１から離間する。そして、搬送不良がない場合には、再び、用紙Ｐを保持した圧胴１０がスプリング１４により版胴１の外周面に押圧されることとなる。搬送不良が発生した場合には、圧胴１０は、版胴１に押圧されず、図示しない印圧解除装置により圧解除される。
【００２９】
図１中、版胴１の右下方には、多数の用紙Ｐを積載可能なエレベータ方式の給紙トレイ３０と、図中、矢印Ｃの向きに回転して圧胴１０に用紙Ｐを給送する上下一対のフィードローラ３１、３１とが設けられている。給紙トレイ３０は、積載された用紙Ｐの最上位が、常に呼び出しローラ３２に適切な範囲、すなわち、用紙Ｐが搬送可能な範囲の押圧力で接触する状態を保持しつつ、昇降する。
【００３０】
給紙トレイ３０とフィードローラ３１、３１との間には、用紙Ｐの重送を防止する分離ローラ３３が配設されている。分離ローラ３３は、給紙トレイ３０からの用紙Ｐをフィードローラ３１、３１に送り出す給紙ローラ３３ａと、この給紙ローラ３３ａの下方に配設され、最上位の用紙Ｐ以外を給紙トレイ３０に戻す分離ローラ３３ｂとから構成されている。
【００３１】
分離ローラ３３とフィードローラ３１、３１との間には、用紙Ｐをフィードローラ３１、３１のニップ部に案内するガイド板３４が設けられており、フィードローラ３１、３１から用紙クランパ１９に向かう部分にも、用紙Ｐを案内するガイド板３４が設けられている。
【００３２】
なお、呼び出しローラ３２は、図中、矢印Ｄの向きに、給紙ローラ３３ａは、図中、矢印Ｅの向きに、分離ローラ３３ｂは、図中、矢印Ｆの向きにそれぞれ回転する。給紙トレイ３０、フィードローラ３１、３１、呼び出しローラ３２及び分離ローラ３３から給紙手段が構成されている。
【００３３】
図１中、版胴１の左下方には、印刷後（インキ塗布後）の用紙Ｐを圧胴１０から剥離するための剥離爪２０と、剥離した用紙Ｐを排紙トレイ２２に搬送する排紙搬送装置２１と、排紙搬送装置２１により搬送された用紙Ｐを蓄えておく排紙トレイ２２とがそれぞれ配設されている。排紙搬送装置２１は、用紙Ｐの裏面を吸引する吸着ファン２３と、一対の搬送ローラ２４、２５と、これら搬送ローラ２４、２５の間に架け渡されたベルト２６とから構成されている。
【００３４】
次に、上述の孔版印刷装置の印刷動作について説明する。
まず、すでに版胴１に巻着されている使用済みマスタ３が、版胴１から剥離され排版装置８８に格納される。一方、製版書き込み装置８０内のマスタ３には、図示しないスキャナからの画像信号に基づいてサーマルヘッド８１によって穿孔製版が行われる。製版されたマスタ３は、プラテンローラ８２によって、版胴１に向けて送り出されて、その先端を版胴１のマスタクランパ２に係止される。
【００３５】
製版が続行されて、版胴１が図中、矢印Ａの向きに回転するとともに、マスタ３が一定量送り出されると、カッタ駆動モータ８５が偏心カム８６を回転させてカッタ８４を駆動し、マスタ３が切断される。そして、版胴１の外周に製版されたマスタ３が巻き付けられて、製版給版が完了する。
【００３６】
呼び出しローラ３２により給紙された用紙Ｐは、給紙ローラ３３ａと分離ローラ３３ｂにより重送が防止され、最上位の１枚だけがフィードローラ３１、３１に送られる。この用紙Ｐの先端がフィードローラ３１、３１間に搬送されると、次にフィードローラ３１、３１によって、用紙Ｐは圧胴１０に向けて搬送される。このタイミングに合わせ、圧胴１０中の用紙クランパ１９は開き、用紙Ｐをくわえた後、用紙クランパ１９は閉じ、圧胴１０に用紙Ｐが保持されたまま、圧胴１０が回転し、版胴１と圧胴１０とのニップ部に用紙Ｐが送り込まれる。
【００３７】
図１において、版胴１と圧胴１０とのニップ部は、スプリング１４の力により加圧されており、用紙Ｐが版胴１の外周面に押圧される。この押圧の際に、インキローラ４により、版胴１の外周面に取り付けられているマスタ３の穿孔部を通過してきたインキが転写され、印刷が行われる。
【００３８】
インキが転写された用紙Ｐは、さらに圧胴１０が回転することにより、剥離爪２０の手前で用紙クランパ１９が開き、剥離爪２０により剥離され、排紙搬送装置２１によって排紙トレイ２２に搬送され、排紙トレイ２２上に積載され、印刷を終了する。
【００３９】
次に、本発明の第１の参考例を図面を参照して詳細に説明する。
図２、３に示すように、本体部４０は、一端に底板４０ａを有する有底円筒体、すなわち、カップ形状の円筒体からなる。本体部４０の他端には円盤状のフランジ４１が接着によって固着されている。本体部４０及びフランジ４１は、熱硬化性の合成樹脂、例えば、フェノール樹脂で一体成形されている。熱硬化性の合成樹脂は、加熱されることより可塑性を失い剛体に変化する樹脂であり、熱可塑性の合成樹脂に比べて熱膨張率が小さく、高強度で厚肉成形が可能で、変形しにくいという特長を有している。
【００４０】
本体部４０を熱硬化性の合成樹脂で一体成形することによって、本体部４０の内部にリブを設ける必要がなくなり、従来のアルミニウムの押出し材を使用した場合よりも、圧胴１０を軽量化することができる。また、従来のアルミニウムの押出し材よりも剛性がある。さらに、本体部４０をカップ形状の円筒体とし、この開口端にフランジ４１を固着することによって、圧胴１０の強度を向上することができる。
【００４１】
底板４０ａ及びフランジ４１の各中心部には、軸１１が挿通されている。軸１１は、ピン４２により底板４０ａに固定されている。軸１１の圧胴１０の両端から突出する各部分、すなわち、底板４０ａ及びフランジ４１から突出する各部分には、玉軸受４３、４３がそれぞれ圧入されており、底板４０ａから突出する端部には、プーリ４４が固設されている。玉軸受４３、４３は、アーム１３に固定されており、これによって圧胴１０は、アーム１３に回転自在に支持されている。プーリ４４には、上述した無端ベルトが噛み合っている。
【００４２】
弾性層５０は、圧縮残留歪みが小さい単発泡のウレタンフォームのスポンジ状のシートからなり、この圧縮率が用紙Ｐの圧縮率よりも高いシートを使用している。特に、用紙Ｐが折り返し部を有する封筒である場合、すなわち、封筒に印刷する場合には、弾性層５０の圧縮率が封筒の折り返し部の圧縮率よりも高いシートを使用している。なお、スポンジ状のシートとしては、密度の低いものを使用する。
【００４３】
本参考例では、弾性層５０に、株式会社イノアックコーポレーション製のポロンＬ−２４を使用している。ポロンＬ−２４は、ウレタン系のマイクロセル発泡体であり、互いに連結しない多数の独立気泡を有するスポンジ状のシートであり、圧縮率が封筒の折り返し部の圧縮率よりも高い。この独立気泡の径は１０μｍ〜２００μｍと非常に小さい。独立気泡のため弾性層５０にインキが付着した場合でも、インキの弾性層５０内部への浸入を防止できる。また、スポンジ状のシートは、ゴムに比べて非常に比重が小さいので、圧胴１０の重量を軽減することができる。特に、圧胴１０の直径が大きい場合には、重量軽減を図ることができる。
表１は、ポロンＬ−２４と、従来使用されているニトリルゴムとの各物性値の比較データである。
【００４４】
【表１】

【００４５】
弾性層５０は、本体部４０の凹部１７以外の周面、すなわち、円弧状の部分に図示しない両面テープにより接着されている。凹部１７と円弧状部分との境では、図４に示すように、弾性層５０の端面５０ａは、凹部１７の縁面１７ａと略面一となっている。
【００４６】
ここで、ポロンＬ−２４の製造について説明する。ポロンＬ−２４は、図１５に示すように、材料供給ノズル７０から材料としてのウレタンフォーム７１をベルトコンベア７２に供給し、このウレタンフォーム７１をスキージ７３を通過させてその厚さを規制して製造されている。このとき、ベルトコンベア７２の搬送面７２ａとスキージ７２の先端との間は、弾性体５０の厚さよりも長い隙間ｘに設定されている。また、ウレタンフォーム７１は、隙間ｘを通過する際に、熱を加えなくても自然発泡し、互いに連結しない多数の独立気泡を有するマイクロセル発泡体となる。
【００４７】
ところが、ベルトコンベア７２の搬送方向においてスキージ７３よりも下流側では、ウレタンフォーム７１の表面を拘束する部材、例えば、金型等がないので、スキージ７３によりその厚さを規制しても、自然発泡によりその厚さが公差±０．３ｍｍ以内でばらついてしまう。この厚さのバラツキが大きいと、特にウレタンフォーム７１の表面に凹部が発生すると、押圧時にその部分の押圧力が低下し、画像濃度が薄くなるという問題が発生する。
【００４８】
この対策として、図１６に示すように、ウレタンフォーム７１の表面を刃７４を用いて薄く切断して、その表面を平滑にしている。ウレタンフォーム７１の表面を平滑とすることによって、画像濃度の濃度ムラの発生を防止できる。なお、ウレタンフォーム７１のベルトコンベア７２の搬送面７２ａに接している面は、ウレタンフォーム７１が自然発泡しても、ベルトコンベア７２の搬送面７２ａが平滑であるため凹凸の発生を抑制できる。図１６において、符号７５はウレタンフォーム７１をその上下から挾持し、ウレタンフォーム７１を刃７４に向けて送り出すローラを示す。
【００４９】
本体部４０の底板４０ａと開口端４０ｂとの外周には、図２、５に示すように、その外径が本体部４０の中央部から端部に向かって漸次増大するテーパー部４０ｃがそれぞれ設けられている。このテーパー部４０ｃに対応する弾性層５０は、テーパー部４０ｃに沿って本体部４０の外周面に接着されている。換言すると、弾性層５０の両端部分も、テーパー部４０ｃと同様に、本体部４０の中央部から端部に向かって漸次増大するテーパー状をなしている。
【００５０】
したがって、本体部４０の両端部の厚さが本体部４０の中央部の厚さよりも漸次厚くなり、圧胴１０の両端部の外径が圧胴１０の中央部の外径よりも漸次大きくなるので、押圧時に、弾性層５０の両端部がその中央部よりも多く圧縮されることによって、この部分の硬度が高くなり、圧胴１０の端部の剛性が向上する。低温印刷時や高速印刷時においては、圧胴１０の両端部の剛性が不足して圧胴１０の両端部が変形し、印圧が低くなり、用紙Ｐの幅方向における両端部で画像がかすれたり、欠損するといった問題が発生し易いが、上述のように圧胴１０の両端部の剛性を向上させることによって、画像面積全域において印圧が確保され、画像のかすれや欠損を防止できる。
【００５１】
図５において、各部の厚さ及び長さについて説明すると、本参考例では、本体部４０の中央部の厚さｔ１は３〜５ｍｍであり、弾性層５０の厚さｔ２は３〜６ｍｍである。このときの本体部４０のテーパー部４０ｃの母線方向の長さＬは１０〜３０ｍｍである。また、底板４０ａと開口端４０ｂとにおける厚さが、本体部４０の中央部の厚さｔ１よりも厚さｔ３だけ厚くなっていることによって、テーパー部４０ｃの傾斜が設定されている。なお、厚さｔ３は、０．５〜０．７ｍｍである。
【００５２】
次に、圧胴１０の製造について説明する。
上述した形状の本体部４０を成形する成形用金型は、一対の金型から構成されている。図３において、本体部４０をパーティングラインＰＬで分割したときに、凹部１７を含む側の本体部４０（図中、パーティングラインＰＬよりも上の部分）を成形するための金型と、凹部１７を含まない側の本体部４０（図中、パーティングラインＰＬよりも下の部分）を成形するための金型とからこの成形用金型は構成されている。パーティングラインＰＬは、圧胴１０の中心を通り、圧胴１０をその母線方向において分割する。
【００５３】
一対の金型に熱硬化性の合成樹脂、例えば、フェノール樹脂を入れて、加熱するとともに圧力を加える。この加熱と圧力により、フェノール樹脂は、可塑性を失い硬化し、カップ形状の円筒体である本体部４０としての成形品となる。また、別工程において、本体部４０と同様に、フランジ４１もフェノール樹脂により一体成形される。成形された本体部４０及びフランジ４１は、互いに固着される。すなわち、本体部４０の開口端４０ｂに円盤状のフランジ４１が接着により固着されて、円柱体が形成される。
【００５４】
円柱体となった本体部４０において、軸１１が底板４０ａ及びフランジ４１の各中心部に挿通される。軸１１の挿通後、軸１１がピン４２により底板４０ａに固定される。その後、軸１１を支持して本体部４０を回転し、円筒研削盤を使用して本体部４０の外周面を切削加工する。この切削加工により、本体部４０の両端部にテーパー部４０ｃが形成されるとともに、本体部４０の外周面の寸法精度も仕上げられる。このときの加工精度は、±０．１ｍｍ〜±０．３ｍｍ以内である。次に、弾性層５０としてのスポンジ状のシートが、本体部４０の凹部１７以外の周面に両面テープにより接着される。この接着後、軸１１の底板４０ａから突出する部分に、玉軸受４３が圧入されるとともに、プーリ４４が設けられる。最後に、軸１１のフランジ４１から突出する部分に、玉軸受４３が圧入されて、圧胴１０の製造が終了する。
【００５５】
製造後の圧胴１０は、孔版印刷装置に組み付けられるが、このとき、圧胴１０をどこかに衝突させて、この表面に傷を付けてしまう場合がある。従来の圧胴では、この外周面がゴムであったので、外周面に傷が付いた場合には、その部分の画像が乱れてしまい、これを修正するためにゴムを切削して、再度、ゴム表面を加硫成形する必要があり、傷の修正が困難であるとともに、コストがかかるという問題点があった。本参考例では、圧胴１０の外周面に傷が付いた場合には、弾性層５０を張り替えるだけで済み、傷の修正を容易に行うことができる。
【００５６】
上述の圧胴１０を用いて封筒に印刷する場合について説明する。
図６に示すように、押圧時に、圧胴１０が版胴１に押圧されることによって、弾性層５０は全体的に圧縮されるが、特に、弾性層５０の封筒Ｇに対応する部分は、封筒Ｇの形状に沿って凹んで、封筒Ｇの体積分だけ圧縮される。このとき、弾性層５０は、体積移動せずに弾性変形する。
体積移動せずに弾性変形するということは、気泡間のウレタンが座屈して、気泡中に移動し、封筒Ｇの体積分を吸収するといことを意味する。このため、見かけ上、ウレタンフォームが圧縮分体積移動しないこととなる。
【００５７】
封筒Ｇには、押圧力が作用するが、特に、封筒Ｇの折り返し部Ｇ１に作用する押圧力は、弾性層５０中の気泡により分散され、押圧力の折り返し部Ｇ１への集中が緩和される。したがって、マスタ３の折り返し部Ｇ１に対応する部分（図中、Ｈ部）への押圧力の集中も緩和され、数百枚の封筒に印刷を行っても、マスタ３の折り返し部Ｇ１に対応する部分の破損を防止でき、マスタ３の破損による封筒の汚れも防止できる。
【００５８】
封筒Ｇに対する押圧力は、弾性層５０の圧縮と弾性層５０中の気泡により分散吸収されて低下するが、図７に示すように、弾性層５０が弾性変形することによって、押圧部Ｊにおけるニップ幅Ｎが従来のゴムを用いた押圧部のニップ幅よりも広くなるため、マスタ３と封筒Ｇとの接触時間が長くなり、画像濃度が淡くなることを防止できる。
上記体積移動を伴わない押圧力の吸収構成は、ウレタンフォーム等の発泡材料を用いることだけでなく、例えば、従来のニトリルゴムの裏面側（圧胴の円筒体への接着面側）に押圧力吸収用の凹部ないし孔を形成することによっても実現可能である。
【００５９】
次に、厚紙に印刷する場合について説明する。
図８に示すように、厚紙Ｋに印刷する場合にも、上述の封筒Ｇへの印刷と同様に、押圧部Ｍにおける弾性層５０が圧縮されるとともに、弾性層５０の厚紙Ｋに対応する部分が厚紙Ｋの体積分だけ圧縮される。このときにも、弾性層５０は、体積移動せずに弾性変形する。
【００６０】
この押圧（圧縮）状態における圧胴１０の中心Ｏａから押圧部Ｍまでの距離をＲ、圧胴１０の半径をＲａ、版胴１の中心Ｏｈから押圧部Ｍまでの距離、すなわち、版胴１の半径をＲｈとすると、押圧状態では、弾性層５０が凹んで弾性変形することによって、Ｒａ＞Ｒとなる。圧胴１０の直径と版胴１の直径とは同一なのでＲａ＝Ｒｈであり、押圧状態では、Ｒｈ＞Ｒとなり、圧胴１０の中心Ｏａから押圧部Ｍまでの距離Ｒが、版胴１の半径Ｒｈよりも長くなることはない。したがって、押圧部Ｍにおいて、厚紙Ｋの線速度が版胴１の周面の線速度よりも速くなることはなく、常に、厚紙Ｋの線速度が版胴１の周面の線速度よりも遅くなることによって、マスタ３に対するしわの発生を防止できる。
【００６１】
発明者は、弾性層５０に上述のポロンＬ−２４以外のスポンジ状シートを使用して、マスタ３の破損防止やしわ防止を確認したが、ポロンＬ−２４を使用したときが、マスタ３の破損防止としわ防止の効果が顕著に現れた。
【００６２】
また、上述の参考例では、弾性層５０に圧縮残留歪みが小さい単発泡のウレタンフォームのスポンジ状のシートを使用したが、これに代えて圧縮残留歪みが小さく、かつ、非粘着性を有するシリコンゴムを主としたマイクロセル発泡体のシートを使用しても、ポロンＬ−２４と略同じ効果を得ることができる。弾性層の表面が非粘着性になるので、用紙の滑りがよく、用紙の用紙クランパへの送りを良好に行うことができる。なお、ここでいう粘着性とは、べとべとする性質をいい、用紙の滑りが低い性質、すなわち、用紙との摩擦が大きい性質である。
【００６３】
上述の参考例における圧胴１０では、圧胴１０の両端部表面にテーパー状の傾斜があるため、用紙クランパ１９が開いたときに、圧胴１０の両端部ではその中央部に比べて開口量が少ない。よって、圧胴１０の両端部では、用紙Ｐを開口に挿入しにくく、用紙Ｐのクランプが困難であり、用紙Ｐのクランプ時にその先端が折れるおそれがある。
【００６４】
そこで、図９に示すように、テーパー部４０ｃに対応する弾性層５１を、テーパー部４０ｃとは逆に、その厚さが本体部４０の中央部から端部に向かって漸次薄くしている。この構成によって、弾性層５１の外周面が凹凸のない滑らかな周面となる。この構成によっても、押圧時に、弾性層５１の両端部の硬度は高くなり、圧胴１０の端部の剛性は向上するので、画像面積全域において印圧が確保され、画像のかすれや欠損を防止できる。また、弾性層５１の外周面が凹凸のない滑らかな周面となるので、用紙クランパ１９が開いたときに、圧胴１０の全長にわたって用紙クランパ１９の開口量が均一になり、用紙Ｐのクランプを容易に、かつ、確実に行うことができる。
【００６５】
なお、図９における各部の厚さ及び長さは、図５に示す各部の厚さ及び長さと同じであり、本体部４０の中央部の厚さｔ１は３〜５ｍｍ、弾性層５０の厚さｔ２は３〜６ｍｍ、テーパー部４０ｃの母線方向の長さＬ１は１０〜３０ｍｍ、テーパー部４０ｃの傾斜を設定する厚さｔ３は、０．５〜０．７ｍｍである。
【００６６】
次に、第２の参考例について説明する。
第１の参考例の孔版印刷装置においては、印刷時、圧胴１０が版胴１に押圧されたときに、弾性層５０の版胴１に始めに接触する部分には、大きな押圧力が加わる。この押圧力によって弾性層５０が部分的に大きく圧縮され、図１０に示すように、用紙クランパ１９の先端が、版胴１に巻着されているマスタ３に接触して、マスタ３が破損するおそれがある。
【００６７】
そこで、第２の参考例では、第１の参考例で説明した孔版印刷装置において、圧胴１０の外周面が版胴１に当接したときの衝撃を緩和するゴム層を、圧胴１０の版胴１に接触し始める部分に弾性層５２に代えて設けた。
以下、詳細に説明する。図１１に示すように、圧胴１０が版胴１に押圧されたときに、圧胴１０の版胴１に始めに接触する部分は、圧胴１０の回転方向（図中、矢印Ｘ）の凹部１７の上流側の段部、すなわち、クランパベース１８が設けられている側の段部である。この段部には、クランパベース１８に向かって下がる傾斜面１７ｂが形成されている。凹部１７の縁面１７ａには、圧胴１０の母線方向に長い平板状のブラケット６０が図示しないネジにより固定されている。凹部１７の縁面１７ａにブラケット６０が固定されることによって、ブラケット６０と傾斜面１７ｂとの間には、くさび状の隙間が形成される。このくさび状の隙間には、圧胴１０の外周面が版胴１に当接したときの衝撃を緩和するゴム層６１が配置される。ゴム層６１は、ニトリルゴムからなり、くさび状の隙間に対応した形状に加硫成形されており、このくさび形状の反対側の形状、すなわち、圧胴１０の外周をなす部分は、弾性層５２の表面と連続するように形成されている。ゴム層６１は、傾斜面１７ｂとブラケット６０との両面にそれぞれ接着剤を介して接着されている。
【００６８】
ゴム層６１と弾性層５２との間には、図示しない接着材が配設されており、この接着材によりゴム層６１と弾性層５２とが互いに接着されている。ゴム層６１と弾性層５２との外周面には、インキの弾性層５２への浸透を防止する図示しない薄層のフィルムが接着されている。なお、ゴム層６１の圧胴１０の回転方向Ｘにおける長さＬ２は、版胴１が当接する部分だけで良く、本参考例では、５〜１０ｍｍである。
【００６９】
したがって、圧胴１０が版胴１に押圧されたとき、ゴム層６１が版胴１に始めに当接するので、圧胴１０の外周面の変形量が低減され、用紙クランパ１９の先端と版胴１に巻着されているマスタ３との接触が防止され、マスタ３の破損を防止できる。また、ゴム層６１によって押圧力による衝撃が緩和されるので、印圧音を低減することもできる。
【００７０】
上述の構成であると、ハーフトーン状の画像を印刷する場合には、ゴム層６１と弾性層５２との境界部では硬度が急激に変化するので、濃度ムラが発生するおそれがある。そこで、変形例として、図１２に示すように、ゴム層６２と弾性層５３との境界部におけるゴム層６２の端部の厚さが、圧胴１０の回転方向Ｘの下流側から上流側に向かって漸次薄くなっている。これに対応する弾性層５３の端部の厚さは、圧胴１０の回転方向Ｘの下流側から上流側に向かって漸次厚くなっている。この両方の厚さが変化する部分の回転方向における長さＬ３は、Ｌ２と同様に５〜１０ｍｍである。
【００７１】
したがって、ゴム層６２と弾性層５３との境界部では、徐々に硬度が変化することになり、すなわち、ゴム層６２側から弾性層５３側へ向かって徐々に硬度が低下することになり、ハーフトーン状の画像を印刷する場合でも、濃度ムラの発生を防止できる。また、長さＬ３を長くすることによって、ゴム層６２と弾性層５３との境界部における硬度の変化を滑らかにすることができる。
【００７２】
ところで、孔版印刷装置において、印刷時に、用紙Ｐはその先端が用紙クランパ１９に向けて搬送されるが、このとき用紙Ｐの先端は、圧胴１０の外周面、すなわち、弾性層５０の外周面を滑りながら送り込まれることになる。このとき、弾性層５０の外周面には気泡が存在しているので、用紙Ｐの先端が気泡にひっかかり易く、用紙クランパ１９による用紙Ｐの挾持が困難になる場合がある。また、ジャム等により用紙Ｐの搬送が行われずに、圧胴１０が版胴１に押圧された場合には、弾性層５０の表面にインキが付着し、次回の印刷時に、用紙Ｐの裏面にインキ汚れが付いてしまう。さらに、インキの弾性層５０の表面への付着により、インキが気泡内に浸入し、圧縮残留歪みが大きくなる。
【００７３】
これらの問題を解決するための本発明の実施例について説明する。本実施例の圧胴１０は、第１の参考例において説明した圧胴１０と略同様の構成であるので、図４に示す部材と同様の部材は、図４で用いた符号と同一符号を付すにとどめてその説明を省略し、相違する点について説明する。
【００７４】
図１３に示すように、弾性層５０の外周面には、ポリエチレンテレフタレート樹脂のポリエステルフィルム６５が巻着されている。ポリエステルフィルム６５は、周知の接着剤により弾性層５０の外周面に接着されている。
【００７５】
ポリエステルフィルム６５は、伸縮性が低いために、その厚さを厚くすると、弾性が低下して変形しにくくなる。よって、この状態で、ハガキや封筒等に印刷を行った際には、ポリエステルフィルム６５により弾性層５０の弾性変形が抑制され、マスタ３の破れが発生するおそれがある。これは、ハガキや封筒等に印刷を行った際に、ポリエステルフィルム６５が弾性層５０のように変形しないことが原因であると思われる。したがって、ポリエステルフィルム６５の厚さには限界があり、発明者の実験によると、その厚さは、１０〜５０μｍが適切であり、この程度の厚さであれば、弾性層５０の弾性を低下させることはない。よって、本実施例では、ポリエステルフィルム６５の厚さは、１０〜５０μｍである。
【００７６】
また、ポリエステルフィルム６５の代わりに熱可塑性ポリウレタンエラストマーのフィルム、例えば、大倉工業株式会社製のシルクロンＥＳ８５のフィルムを用いてもよい。このフィルムは、伸縮性が高く、その厚さを厚くしても、弾性層５０と略同様の弾性を有する。このフィルムを用いてハガキや封筒等に印刷を行った結果、発明者は、マスタ３の破れ防止に効果があることを確認している。
【００７７】
したがって、ポリエステルフィルム６５により、圧胴１０の外周面が、低摩擦性及び非粘着性になり、用紙Ｐの搬送性を向上できる。また、弾性層５０の表面へのインキの付着を防止でき、インキの弾性層５０内への浸入による圧縮残留歪みの増大も防止できるとともに、用紙Ｐの裏面へのインキ汚れも防止できる。さらに、インキ付着時のインキの拭き取り性も向上することができる。
【００７８】
ポリエステルフィルム６５を、両面粘着テープを利用して弾性層５０の外周面に貼り付けても良い。また、この両面粘着テープの粘着力を弱めに設定して、貼付・剥離可能にしておけば、ポリエステルフィルム６５のみを交換して貼り直すこともできる。
【００７９】
次に、第３の参考例について説明する。図１４に示すように、弾性層５０の外周面には、表面処理層６６が設けられている。表面処理層６６は、テフロン（登録商標）系の低温処理被膜を弾性層５０の外周面に塗布することによって形成されている。この表面処理層６６によって、弾性層５０の気泡の用紙Ｐへの接触が防止され、圧胴１０の外周面の摩擦係数が低下し、平滑性が向上する。したがって、上記実施例における効果と同様に、圧胴１０の外周面が低摩擦性及び非粘着性になり、用紙Ｐの搬送性を向上できる。また、弾性層５０の表面へのインキの付着を防止でき、インキの弾性層５０内への浸入による圧縮残留歪みの増大も防止できるとともに、用紙Ｐの裏面へのインキ汚れも防止できる。さらに、インキ付着時のインキの拭き取り性も向上することができる。
【００８０】
上記実施例、第３の参考例におけるポリエステルフィルム６５、表面処理層６６は、第２の参考例における圧胴にも適用でき、この場合にも、上記実施例、第３の参考例における効果を得ることができる。
上述した第１〜３の参考例及び実施例において、圧胴１０は、カップ形状の円筒体の開口端に円盤状のフランジが固着されて構成されていたが、この構成に限らず、圧胴を、円筒体の両端に一対の円盤状のフランジを固着して構成しても良い。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷時に、弾性層が全体的に圧縮されるとともに、弾性層の被印刷部材に対応する部分が被印刷部材の体積分だけ圧縮されて、弾性層が体積移動せずに弾性変形する。
従って、押圧力の部分的な集中によるマスタの破損を防止できるとともに、マスタのシワの発生を防止することができる。
【００８２】
本発明によれば、印刷時に、被印刷部材の折り返し部に作用する押圧力が、弾性層により分散され、押圧力の折り返し部への集中が緩和される。したがって、マスタの折り返し部に対応する部分への押圧力の集中も緩和され、マスタの折り返し部に対応する部分の破損を防止でき、マスタの破損による被印刷部材の汚れも防止できる。
【００８３】
本発明によれば、弾性層の比重がゴムの比重に比べて小さくなるので、圧胴の重量を軽減することができる。
【００８５】
本発明によれば、圧胴の両端部の硬度がその中央部の硬度よりも高くなるので、押圧時に、画像面積全域において印圧が確保され、画像のかすれや欠損を防止できる。特に、低温印刷時や高速印刷時における圧胴の両端部の剛性不足による画像のかすれや欠損を防止できる。
【００８６】
本発明によれば、圧胴が版胴に接触したき、ゴム層が版胴に当接するので、圧胴の外周面の変形量が低減され、用紙クランパの先端と版胴に巻着されているマスタとの接触が防止され、マスタの破損を防止できる。また、ゴム層によって押圧力による衝撃が緩和されるので、印圧音を低減することもできる。
【００８７】
本発明によれば、弾性層の表面へのインキの付着を防止でき、インキの弾性層内への浸入による圧縮残留歪みの増大も防止できるとともに、被印刷部材の裏面へのインキ汚れも防止できる。さらに、インキ付着時のインキの拭き取り性も向上することができる。
【００８８】
本発明によれば、円筒体が熱硬化性の合成樹脂で一体成形されることによって、円筒体の内部にリブを設ける必要がなくなり、従来のアルミニウムの押出し材を使用した場合よりも、圧胴を軽量化することができる。また、従来のアルミニウムの押出し材よりも剛性を向上させることができる。さらに、円筒体をカップ形状とし、この開口端にフランジを固着することによって、圧胴の強度を向上することができる。
【００９０】
本発明によれば、ゴム層と弾性層との境界部では、徐々に硬度が変化することになり、すなわち、ゴム層側から弾性層側へ向かって徐々に硬度が低下することになり、ハーフトーン状の画像を印刷する場合でも、濃度ムラの発生を防止できる。
【００９１】
本発明によれば、マイクロセル発泡体の表面が平滑であるので、被印刷部材を均等に押圧でき、画像濃度の濃度ムラの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】孔版印刷装置の概略構成図である。
【図２】圧胴の母線方向における縦断面図である。
【図３】圧胴の円周方向における縦断面図である。
【図４】クランパベースの取付け部の拡大断面図である。
【図５】圧胴の端部の拡大断面図である。
【図６】版胴と圧胴による押圧部の母線方向における拡大縦断面図である。
【図７】版胴と圧胴による押圧部の円周方向における拡大縦断面図である。
【図８】版胴と圧胴の中心から押圧部までの距離の変化を説明する押圧部の縦断面図である。
【図９】第１の参考例の変形例を示した図であり、圧胴の端部の拡大断面図である。
【図１０】押圧時における弾性層の変化を示す、押圧部の縦断面図である。
【図１１】本発明の第２の参考例を示した図であり、クランパベースの取付け部の拡大断面図である。
【図１２】第２の参考例の変形例を示した図であり、クランパベースの取付け部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の実施例を示した図であり、圧胴の円周方向における縦断面図である。
【図１４】本発明の第３の参考例を示した図であり、圧胴の壁部の拡大断面図である。
【図１５】Ｌ−２４の製造装置の概略構成図である。
【図１６】ウレタンフォームの表面の切断を説明する切断部の拡大図である。
【図１７】従来の圧胴の構成を示した圧胴の斜視図である。
【図１８】従来の版胴と圧胴により、折り返し部を有する用紙を印刷したときの押圧部の拡大断面図である。
【図１９】従来の圧胴のゴム層の硬度を低下させて、折り返し部を有する用紙を印刷したときの押圧部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１版胴
３マスタ
１０圧胴
４０本体部（円筒体）
４０ａ底板
４０ｂ開口端
４０ｃテーパー部
４１フランジ
５０弾性層
６１ゴム層
６５ポリエステルフィルム（合成樹脂フィルム）
６６表面処理層
７１ウレタンフォーム
Ｇ封筒（被印刷部材）
Ｇ１折り返し部
Ｋ厚紙（被印刷部材）
Ｐ用紙（被印刷部材）

Claims

外周面に製版済みマスタを装着して回転する版胴に被印刷部材を押圧しつつ回転し、外周に弾性層を有する円筒体からなり、直径が上記版胴と略同一に設定された孔版印刷装置の圧胴において、
上記弾性層が、上記被印刷部材の圧縮率よりも高い圧縮率を有し、圧縮されたときに体積移動せずに弾性変形するものであって、互いに連結しない多数の独立気泡を有するウレタンフォームからなるマイクロセル発泡体であり、
上記マイクロセル発泡体は表面が平滑で圧縮残留歪みが１０％を超えないものであり、
上記弾性層の外周面に、さらに合成樹脂フィルムを巻着したことを特徴とする孔版印刷装置の圧胴。
請求項１記載の孔版印刷装置の圧胴において、
上記円筒体の外周面の両端部分の各外径は、上記円筒体の中央部から各端部に向かって漸次増大しており、これに対応する上記弾性層の厚さは、上記圧胴の両端部の外径がその中央部の外径と同じになるように、上記円筒体の中央部から各端部に向かって漸次薄くなっていることを特徴とする孔版印刷装置の圧胴。
請求項１又は２記載の孔版印刷装置の圧胴において、
圧胴の外周面が上記版胴に当接したときの衝撃を緩和するゴム層を、上記圧胴の上記版胴に接触し始める部分に上記弾性層に代えて設けたことを特徴とする孔版印刷装置の圧胴。
請求項３記載の孔版印刷装置の圧胴において、
上記ゴム層の、上記圧胴の回転方向における上流側の厚さは、上記圧胴の回転方向の下流側から上流側に向かって漸次薄くなっており、この部分に対応する上記弾性層の厚さは、上記圧胴の回転方向の下流側から上流側に向かって漸次厚くなっていることを特徴とする孔版印刷装置の圧胴。
請求項１〜４のいずれかに記載の孔版印刷装置の圧胴において、
上記円筒体が一端に底板を有するカップ形状であり、この円筒体の他端に円盤状のフランジが固着されており、上記円筒体及び上記フランジが、熱硬化性の合成樹脂からなることを特徴とする孔版印刷装置の圧胴。