JP4621875B2

JP4621875B2 - 湿し水供給装置

Info

Publication number: JP4621875B2
Application number: JP2003418561A
Authority: JP
Inventors: 昌之江田; 雅仁金子; 博之矢野; 順小林; 幸雄奥田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Printing and Packaging Machinery Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP2005178040A

Description

本発明は、例えば枚葉印刷機などの印刷機の印刷装置に備えられる、湿し水供給装置に関するものである。

図６は枚葉印刷機の版胴周辺のローラ配置の一例を示す模式図である。この図６に示すように、枚葉印刷機の印刷装置５１には、表面に版（図示省略）が装着される版胴１が設けられており、この版胴１の周囲には、版胴１の表面にインキを供給するためのインキ供給装置５０Ａと、版胴１の表面に湿し水を供給するための湿し水供給装置５０Ｂとが備えられている。

インキ供給装置５０Ａでは、図示しないインキ溜めから供給されたインキが、インキ渡しローラ６などを介してインキローラ８に受け渡され、その後、インキローラ８からインキ着ローラ７を介して版胴１に供給されるようになっている。一方、湿し水供給装置５０Ｂでは、水槽９に貯留されている湿し水が、湿し元ローラ２により調量ローラ３に受け渡された後、調量ローラ３から湿しローラ４を介して版胴１に供給されるようになっている。また、上記のインキ着ローラ７と湿しローラ４との間にはインキ受入れローラ５が備えられており、このインキ受入れローラ５にインキ着ローラ７からインキが転移するとともに湿しローラ４から湿し水が転移して、インキと湿し水との乳化が促進されることにより、綺麗な印刷が行なえるようになっている。なお、図示しないが、版胴１の版の絵柄はブランケット胴を介して印刷用紙に転写されるようになっている。

このような枚葉印刷機では、印刷速度，インキ供給量，湿し水供給量などの印刷条件が印刷用紙の種類に応じた最適な条件であれば、品質の良い印刷が可能であるが、上記の印刷条件が最適な条件から外れると、印刷用紙の印刷面に印刷障害が生じる場合がある。この印刷障害の一つとして、「縞目」と呼ばれるものがある。

図７に示すように、縞目１１とは、印刷用紙１０の幅方向、即ち印刷用紙１０の走行方向に対し直角方向に発生するもので、縞状の色ムラ（印刷色の濃淡変化）のことをいう。印刷が施された印刷用紙（これを印刷物ともいう）１０上に、このような縞目１１が発生していることが目視で確認されると、この印刷物１０は不良印刷であるとし、損紙として扱われる。

ここで、縞目１１の発生原因について図８及び図９を参照しながら説明する。なお、説明をわかり易くするため、図８では版胴１及び湿しローラ４のみを示し、図９では湿しローラ４のみを示している。

図８に示すように、一般に、版胴１には、版を固定するためのギャップ１３が版胴１表面の軸方向にわたって凹状に形成されている。湿しローラ４は版胴１の径よりも小さい径で構成されており、版胴１のギャップ１３が形成された領域W₁においては版胴１表面に接触しないようになっている。このため、湿しローラ４が版胴１に対接して一回転すると、図９に示すように、湿しローラ４表面の版胴１のギャップ１３に対応した領域W₁における湿し水１４ａは、版胴１表面に転移することなくそのまま湿しローラ４表面上に残留するため、湿し水１４ａの量（厚み）が他の領域（即ち、版胴１のギャップ１３に対応しない領域）における湿し水１４よりも多くなる。

そして、このような湿し水の膜厚段差が形成された状態で湿しローラ４が版胴１に対接してもう一回転すると、湿しローラ４表面上の量の多い湿し水１４ａが版胴１表面に転移して版胴１表面上にも湿し水が多い領域が形成される。これにより、版胴１表面上の湿し水が多い領域においてはインキ着ローラ７からのインキ供給が妨げられる。この結果、版胴１表面上の湿し水が多い領域にはインキが供給されにくくなり、このような表面状態の版胴１で印刷を行なうと、版胴１表面上の湿し水が多い領域（即ち、インキ供給がされにくい領域）における印刷色が他の領域よりも薄く（淡く）なり、印刷完了後の印刷物１０には図７に示すような縞目１１が発生してしまうのである。なお、縞目１１の発生する位置は印刷機械特有のもので、版胴１のギャップ１３の長さや、版胴１，湿しローラ４等の径などに依存するとされている。このような縞目１１は、比較的ギャップ１３の長さが大きい枚葉印刷機で発生しやすいが、輪転機においても発生する。

ところで、特許文献１には、図１０に示すように、湿し水供給装置５０Ｂの湿しローラ４に従動する水均しローラ１５を備えることにより、湿しローラ４表面上の湿し水及びインキのエマルジョン生成を行なう技術が開示されている。具体的には、水均しローラ１５はＣｒ（クロム）製の外套面を有しており、この表面に深さ約２０μｍ，相互間隔約２０μｍの多数の窪みを密に並んだ形で設け、水均しローラ１５をある大きさの当り圧力をもって湿しローラ４表面に接触させて、上記窪み同士間の土手部分により湿しローラ４表面上の湿し水膜とインキ膜とを突き通した状態で駆動させることにより、上記のエマルジョン生成を可能にしている。
登録実用新案第３００３１３４号公報

上述したように、特許文献１の技術によれば、湿しローラ４表面上の湿し水を均す効果があるので、縞目の発生を抑制するのに有効であると考えられる。

しかしながら、インキ受入れローラ５や版胴１から湿しローラ４を介して水均しローラ１５へインキが転移するため、水均しローラ１５表面にインキが付着し易い。そして、このように水均しローラ１５表面にインキが付着していくと、水均しローラ１５の水均し効果が低下してしまい、縞目の発生が生じ易くなるという課題がある。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、水均しローラによる水均し効果を向上させて縞目の発生を防止できるようにした、湿し水供給装置を提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の本発明の湿し水供給装置は、版胴に対接して該版胴に湿し水を供給する湿しローラと、該湿しローラに対接して該湿しローラ表面の湿し水を均す水均しローラとを備えた湿し水供給装置であって、該湿しローラが、表面研磨処理により平滑に形成されるとともに、該水均しローラが、表面を、Ｃｒメッキ処理されると共に、３〜１０μｍの表面の粗さＲｚで、且つ、該表面の凸部の径の平均値が１〜１０μｍで形成されることを特徴としている。

請求項２記載の本発明の湿し水供給装置は、請求項１記載の装置において、該水均しローラの表面が、Ｃｒメッキ処理の後、シリケート皮膜処理されて形成されることを特徴としている。

請求項２記載の本発明の湿し水供給装置は、請求項１記載の装置において、該水均しローラの表面が、Ｃｒメッキ処理の後、酸化皮膜処理されて形成されることを特徴としている。

請求項４記載の本発明の湿し水供給装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の装置において、該水均しローラを湿しローラの軸方向に揺動させる駆動手段を備えていることを特徴としている。
請求項５記載の本発明の湿し水供給装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の装置において、該湿しローラの表面が弾性ゴム部材により形成されていることを特徴としている。

請求項６記載の本発明の湿し水供給装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の装置において、該版胴に対接して該版胴にインキを供給するインキ着ローラと、該インキ着ローラ及び該湿しローラの両方に対接して湿し水とインキとを乳化するインキ受入れローラとが備えられていることを特徴としている。

本発明の湿し水供給装置（請求項１〜６）によれば、版胴のインキが湿しローラを介して水均しローラに転移することがなく、水均しローラ表面には湿しローラからの湿し水のみが付着するので、水均しローラ表面の保水性を常時確保することができる。これにより、水均しローラの湿しローラに対する水均し効果を向上させることができ、縞目の発生を防止することができる。
特に、水均しローラの表面をＣｒメッキ処理により形成するので、制御がしやすく、また、Ｃｒは低コストである上、取扱いが容易であるという利点がある。

また、水均しローラを湿しローラの軸方向に揺動すれば、水均しローラの湿しローラに対する水均し効果をさらに向上させることができ、縞目の発生をより確実に防止することができる（請求項４）。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
〔Ａ〕第１実施形態
図１〜図３は本発明の第１実施形態としての湿し水供給装置を説明するためのもので、図１は枚葉印刷機の版胴周辺のローラ配置を示す模式図、図２は湿しローラ及び水均しローラを模式的に示す軸方向断面図、図３は水均しローラの表面を拡大して示す拡大図である。なお、図１において、前述した従来例と同一の部位又は部材については同一の符号を用いて示している。また、図２では、便宜上、湿しローラ４０と水均しローラ４１とを互いに離した状態で示している。

図１に示すように、本実施形態に係る湿し水供給装置は、例えば枚葉印刷機などの印刷機の印刷装置６１に備えられる。なお、本実施形態では、比較的ギャップの長さが大きく、縞目が発生し易い枚葉印刷機に本湿し水供給装置を適用した場合について説明するが、本湿し水供給装置は輪転機などの他の印刷機にも同様に適用することが可能である。

印刷装置６１には、表面に版（図示省略）が装着される版胴１が設けられており、この版胴１の周囲には、版胴１の表面にインキを供給するためのインキ供給装置６０Ａと、版胴１の表面に湿し水を供給するための湿し水供給装置６０Ｂとが備えられている。

インキ供給装置６０Ａでは、図示しないインキ溜めから供給されたインキが、インキ渡しローラ６などを介してインキローラ８に受け渡され、その後、インキローラ８からインキ着ローラ７を介して版胴１に供給されるようになっている。一方、湿し水供給装置６０Ｂでは、水槽９に貯留されている湿し水が、湿し元ローラ２により調量ローラ３に受け渡された後、調量ローラ３から湿しローラ４０を介して版胴１に供給されるようになっている。また、上記のインキ着ローラ７と湿しローラ４０との間にはインキ受入れローラ５が備えられており、このインキ受入れローラ５にインキ着ローラ７からインキが転移するとともに湿しローラ４０から湿し水が転移して、インキと湿し水との乳化が促進されることにより、綺麗な印刷が行なえるようになっている。さらに、湿し水供給装置６０Ｂには、湿しローラ４０に対接する水均しローラ４１が備えられており、この水均しローラ４１により、湿しローラ４０表面に存在する湿し水（及びインキ）が均されて膜厚が均一にされるようになっている。なお、図示しないが、版胴１の版の絵柄はブランケット胴を介して印刷用紙に転写されるようになっている。

版胴１には、前述したように、版を固定するためのギャップが版胴１表面の軸方向にわたって凹状に形成されている。また、湿しローラ４０は版胴１の径よりも小さい径で構成されており、版胴１のギャップが形成された領域においては版胴１表面に接触しないようになっている。

図２に示すように、本実施形態に係る湿しローラ４０は弾性ゴムにより形成されたゴムローラとして構成されており、また、湿しローラ４０の表面４０ａは、表面研磨処理が施されて平滑に形成されている。

一方、水均しローラ４１は、円筒状の鉄基材２０と、この鉄基材２０の表面に形成されたＮｉ及びＣｕからなる防錆層２１と、この防錆層２１の表面にＣｒメッキ処理により形成され表面４１ａが凹凸形状のＣｒ層２２とから構成されている。なお、Ｃｒは酸化によりＣｒ₂Ｏ₃となるため、はじめからＣｒ₂Ｏ₃メッキ処理により形成してもよい。また、上記のＣｒメッキ処理によりＣｒ層２２を形成した後、酸化皮膜処理を行なってもよい。あるいは、上記のＣｒメッキ処理によりＣｒ層２２を形成した後、シリケート（Ｓｉ系）皮膜処理を行なってもよい。

図３に示すように、Ｃｒ層２２は約１μｍ程度の微小な球状のＣｒ粒子３０が多数積み重なって形成されている。また、Ｃｒ層２２の表面（即ち、水均しローラ４１の表面）４１ａは、表面粗さ（表面４１ａの凸部の高さ或いは凹部の深さ）Ｒｚが約１０μｍ程度以下で荒れている。具体的には、複数のＣｒ粒子３０が山状に寄り集まって一塊となった山状突起（凸部）３１が多数形成されることにより上記の凹凸が形成されている。また、この山状突起３１の径（以下、これをカップ径という）Ｄが約１〜１０μｍ程度で形成されている。

このような凹凸表面は、Ｃｒメッキ処理を行なう際の電流密度や温度などを変化させることにより形成することができる。Ｃｒメッキ処理は制御がしやすく、また、Ｃｒは低コストである上、取扱いが容易であるという利点がある。なお、Ｃｒメッキ処理によれば、Ｃｒ層２２を形成するのと同時に表面４１ａの凹凸形状を形成することができるので好ましいが、Ｃｒメッキ処理以外の方法でＣｒ層２２を形成した後、ショットブラスト法などでＣｒ層２２の表面４１ａに凹凸を形成してもよい。ただし、この場合も、Ｃｒ層２２の表面４１ａを、約３〜１０μｍ程度の表面粗さＲｚ、約１〜１０μｍ程度のカップ径Ｄで形成する。

また、図１に示すように、水均しローラ４１には、水均しローラ４１を湿しローラ４０の軸方向（即ち、印刷機の幅方向）に所定幅だけ往復スライド（揺動）させる駆動装置（駆動手段）５２が設けられている。これにより、湿しローラ４０の表面４０ａ上の湿し水（及びインキ）が、湿しローラ４０の軸方向にわたって均されて膜厚段差が解消されるようになっている。

次に、第１実施形態に対応した本装置の実施例及びこの実施例に係る湿し水供給装置の効果について図４を参照しながら説明する。
本実験では、印刷速度は菊判サイズで１３０００枚／時間とし、また、版胴１が２回転するのに対し水均しローラ４１を±１５ｍｍで揺動させた。また、水均し効果の判定は、印刷物の印刷面における縞目１１の有無を調べることにより行なった。なお、縞目１１があるか否かの判定は、評価者の目視によって行なうと個人差が生じるため、縞目１１の強度（以下、これを縞目マーク強度と呼ぶ）を測定する装置を使って定量的に調べた。このような縞目マーク強度の測定装置では、印刷物１０の印刷面の濃度変化を検出し、この検出情報から印刷面１０の縞目マーク強度を測定できるようになっている（例えば実開昭６４−３１４５５号公報参照）。本実験では、このようにして測定された縞目マーク強度を、縞目マーク強度が小さい「０」から縞目マーク強度が大きい「５」までの６段階で表示し、「０」〜「２」は人の目では確認できない縞目１１であるため「合格（印刷良好）」とし、「３」〜「５」は人の目で確認できる縞目１１であるため「不合格（印刷不良）」として評価した。

図４に示すように、本実験により、水均しローラ４１の表面４１ａのカップ径Ｄが約１〜１０μｍ（好ましくは約１〜９μｍ）程度、且つ、表面粗さＲｚが約３〜１０μｍ程度で縞目マーク強度が「２」以下、即ち、人の目では確認できない程度の縞目１１となり、品質の良い印刷物が得られることがわかった。

なお、カップ径Ｄが１０μｍよりも大きくなると縞目マーク強度が「２」よりも大きくなって人の目で確認できる縞目１１となるため不合格となり、さらに、カップ径Ｄが１μｍよりも小さくても（即ち、鏡面のような平滑さであっても）縞目マーク強度が「２」よりも大きくなって人の目で確認できる縞目１１となるため不合格となった。また、表面粗さＲｚが小さすぎると（即ち、表面４１ａが平滑すぎる状態であると）水均しローラ４１の表面４１ａの保水性（又は濡れ性ともいう）が低下するため、湿しローラ４０に対する水均し効果が低減し、また、表面粗さＲｚが大きすぎると（即ち、表面４１ａが激しく荒れた状態であると）水均しローラ４１の表面４１ａにインキが付着しやすくなるため、上記と同様に、湿しローラ４０に対する水均し効果が低減することがわかった。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は本実施形態に係る水均しローラ４１の表面形状（即ち、本実験にて高い水均し効果が得られた水均しローラの表面形状）を示す写真画像であり、（ａ）は５００倍の倍率で見たときの画像、（ｂ）は２０００倍の倍率で見たときの画像であるが、これら図５（ａ）及び図５（ｂ）からわかるように、表面４１ａには、約１μｍ程度のＣｒ微粒子が寄り集まって約１〜１０μｍ程度のカップ径Ｄで山状突起３１が形成されている。また、この表面４１ａの表面粗さＲｚは約３〜１０μｍ程度である。このような表面形状により、水均しローラ４１の表面４１ａの保水性が向上し、インキが付着することなく湿し水のみが付着するのである。

すなわち、本実施形態に係る湿し水供給装置によれば、図１に示すように、インキ着ローラ７から版胴１に供給されたインキが湿しローラ４０を介して水均しローラ４１に転移することがなく、同様に、インキ受入れローラ５から湿しローラ４０を介して水均しローラ４１にインキが転移することもなく、水均しローラ４１の表面４１ａには湿しローラ４０からの湿し水のみが付着する。また、たとえ湿しローラ４０から水均しローラ４１にインキが付着したとしても、このインキは水均しローラ４１から即座に湿しローラ４０へ戻され、やはり水均しローラ４１の表面４１ａには湿しローラ４０からの湿し水のみが付着する。このようにして、水均しローラ４１の表面４１ａの保水性を常時確保することができるので、水均しローラ４１の湿しローラ４０に対する水均し効果を向上させることができ、縞目の発生を防止することができる。

また、水均しローラ４１を湿しローラ４０の軸方向に揺動させることで、水均しローラ４１の湿しローラ４０に対する水均し効果をさらに向上させることができ、縞目の発生をより確実に防止することができる。

〔Ｂ〕第２実施形態
上記の第１実施形態では水均しローラ４１の表面形状を特有の形状にすることによって水均しローラ４１の保水性を向上させたが、本実施形態では、その他の方法で水均しローラ４１の保水性を向上させるようにしている。

すなわち、本実施形態に係る水均しローラ４１では、第１実施形態のＣｒ層２２の代わりに、ＴｉＯ₂（酸化チタン）皮膜処理によりＴｉＯ₂層（図示省略）が形成されている。ＴｉＯ₂は光触媒であり高い親水性を有する。このような機能を有するＴｉＯ₂層を水均しローラ４１の表面４１ａとして設けることで、水均しローラ４１の表面４１ａの親水性、即ち保水性を常時確保することができる。これにより、水均しローラ４１の湿しローラ４０に対する水均し効果を向上させることができ、縞目の発生を防止することができる。

〔Ｃ〕その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、第１実施形態では水均しローラ４１の表面４１ａをＣｒ層２２により形成したが、Ｃｒ層２２の代わりに、ＮｉやＣｕをメッキ処理してＮｉ層やＣｕ層により形成するようにしてもよい。ただし、この場合も、表面４１ａを、約３〜１０μｍ程度の表面粗さＲｚ、約１〜１０μｍ程度のカップ径Ｄで形成する。

また、水均しローラ４１の表面４１ａを、セラミック素材で形成してもよい。セラミック素材で形成した表面４１ａには微小な孔が形成されており、この微小孔による吸水作用やセラミック素材の組成（ＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂等）による親水作用によって水均しローラ４１の表面４１ａの保水性を常時確保することが可能であり、水均しローラ４１の湿しローラ４０に対する水均し効果を向上させることができ、縞目の発生を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る版胴周辺のローラ配置を示す模式図である。本発明の第１実施形態に係る湿しローラ及び水均しローラを模式的に示す軸方向断面図である。本発明の第１実施形態に係る水均しローラの表面を拡大して示す拡大図である。本発明の第１実施形態に係る実施例を説明するためのもので、水均しローラのカップ径Ｄに対する縞目マーク強度の変化を示すグラフである。本実施形態に係る水均しローラの表面形状を示す写真画像であり、（ａ）は５００倍の倍率で見たときの画像、（ｂ）は２０００倍の倍率で見たときの画像である。一般的な枚葉印刷機の版胴周辺のローラ配置を示す模式図である。印刷物の縞目を示す模式図である。従来の湿し水供給装置における課題を説明するためもので、版胴及び湿しローラのみを示す模式図である。従来の湿し水供給装置における課題を説明するためもので、湿しローラのみを示す模式図である。従来の版胴周辺のローラ配置を示す模式図である。

符号の説明

１版胴
２湿し元ローラ
３調量ローラ
４湿しローラ
５インキ受入れローラ
６インキ渡しローラ
７インキ着ローラ
８インキローラ
９水槽
１０印刷用紙（印刷物）
１１縞目
１３ギャップ
１４，１４ａ湿し水
１５水均しローラ
２０鉄基材
２１防錆層
２２Ｃｒ層
３０Ｃｒ粒子
３１山状突起（凸部）
４０湿しローラ
４０ａ湿しローラの表面
４１水均しローラ
４１ａ水均しローラの表面
５０Ａインキ供給装置
５０Ｂ湿し水供給装置
５１印刷装置
５２駆動装置（駆動手段）
６０Ａインキ供給装置
６０Ｂ湿し水供給装置
６１印刷装置

Claims

版胴に対接して該版胴に湿し水を供給する湿しローラと、該湿しローラに対接して該湿しローラ表面の湿し水を均す水均しローラとを備えた湿し水供給装置であって、
該湿しローラが、表面研磨処理により平滑に形成されるとともに、
該水均しローラが、表面を、Ｃｒメッキ処理されると共に、３〜１０μｍの表面の粗さＲｚで、且つ、該表面の凸部の径の平均値が１〜１０μｍで形成される
ことを特徴とする、湿し水供給装置。
該水均しローラの表面が、Ｃｒメッキ処理の後、シリケート皮膜処理されて形成されることを特徴とする、請求項１記載の湿し水供給装置。
該水均しローラの表面が、Ｃｒメッキ処理の後、酸化皮膜処理されて形成される
ことを特徴とする、請求項１記載の湿し水供給装置。
該水均しローラを湿しローラの軸方向に揺動させる駆動手段を備えている
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の湿し水供給装置。
該湿しローラの表面が弾性ゴム部材により形成されている
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の湿し水供給装置。
該版胴に対接して該版胴にインキを供給するインキ着ローラと、
該インキ着ローラ及び該湿しローラの両方に対接して湿し水とインキとを乳化するインキ受入れローラとが備えられている
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の湿し水供給装置。