JP4691737B2 - 印刷装置シリンダの駆動用継手デバイス - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置シリンダの駆動用継手デバイスに関する。

グラビア印刷は、グラフィックスが製品の販売を促進する主要な役割を果たす高品質出版あるいは多数の印刷部数のために特に用いられる。この印刷工程により、１回の工程の通過で溶剤、水あるいは他のインクで１０色まで印刷でき、マット、光沢あるいは構造化されたワニス印刷ができ、表面および／または裏面印刷、およびエンボス印刷ができる。

グラビア印刷は、印刷版として彫刻シリンダを用いて、紙あるいはボール紙を含むいくつかの支持体に用いられる回転印刷法である。グラビア機械あるいは印刷ラインでは、印刷されるべきウェブ支持体が印刷ユニットを連続的に通り、各印刷ユニットは、１つの代表的な色あるいはワニスの印刷、あるいはエンボス印刷を行う。

既存の継手デバイスは、複雑且つ高価な機械組立体である。設計および製造において払われる全ての注意にかかわらず、これらの継手デバイスは、受ける応力によりしばしば壊れ、完全な満足を与えない。

継手デバイスが、米国特許第５，２９９，８８０号から知られている。継手デバイスは、細長い中空円筒体であるボディと、継手デバイスを取付けるようになっている、円筒体の一端の取付けフランジと、円筒体シャフトの反対側の端に取付けられた取付けフランジと、を含む。フランジは、各々、円筒体軸線に直角に位置決めされた円筒ディスクである。

米国特許第５，２９９，８８０号明細書

本発明の目的は、既存の継手デバイスの信頼性の問題を改善することにある。

従って、本発明は、中央円筒部分と、中央円筒部分の一端および他端にそれぞれ配置された２つのフランジと、を含む、印刷装置シリンダの駆動用継手デバイスに関する。

継手デバイスは、
−芯焼入れを受けたクロム、ニッケル、およびモリブデン合金鋼の単一部品からなり、
−フランジの各々は、膜として働く側部分を含み、
−フランジの各々について、フランジの直径と中央円筒部分の直径の差をフランジの側部分の平均厚さで割った比が、７と１５の間にある、
ことを特徴とする。

全体の記載では、印刷装置は、例えば、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷、凹版印刷および他の印刷の少なくとも１つの印刷ユニットを有するグラビア印刷の印刷機械として構成される。根本的に既存の装置の使用を止めるので、提案する解決は、継手デバイスの使用だけでなく、継手デバイスの機械構造も特に簡単である。

本発明によるデバイスは、優れた信頼性で、グラビア印刷で起こりそうな応力を完全に支持する。

本発明の更なる特徴および利点は、本発明の主題の継手デバイスの実施形態を概略的に且つ例示として示す添付図面についてなされる以下の記載中に明らかになるであろう。

図１に概略的に示す各印刷ユニットの内側で、圧力ローラ（１）が、支持体を回転駆動彫刻シリンダ（３）に強く押す。

印刷作業変更を容易に且つ素早くするために、彫刻シリンダ（３）が印刷機械から独立したキャリッジに取付けられたローラ上に位置する。

グラビア印刷ユニットは、とりわけ以下の要素を含む。
−強い圧力によって、インクを彫刻シリンダセルから印刷支持体に転写する圧力ローラ（１）、
−以下の要素を含む、図２に示すような印刷キャリッジ（２）、
−印刷されるべきパターンを再現することによって、一定量のインクをインク付けシステムから印刷支持体に転写する彫刻シリンダ（３）、
−インクを彫刻シリンダ（３）に注ぐタンクの形態のインク塗布具（４）、
−インク溢れを収集するインクパン（５）、
−ブレード（７）によって、彫刻シリンダ（３）のインク溢れを拭き取るドクターブレード（６）、
−インクタンクからインク塗布具（４）へのインク送りを確実にするインクポンプ、
−溶剤あるいは水の素早い蒸発、あるいはＵＶインクの重合を確実にする乾燥機。

グラビア印刷では、彫刻シリンダ（３）は、インク塗布具（４）と印刷支持体との間のリンクである。彫刻シリンダ（３）は、表面に彫刻された多数のセルのために、印刷されるべきパターンを再現すること、およびインクを印刷支持体に転写することにあるので、彫刻シリンダ（３）の役割は２つである。かくして、印刷品質は、彫刻シリンダ（３）の品質に非常に依存する。

図３は、印刷ユニットの内側の彫刻シリンダの駆動システムを示す。印刷キャリッジ（２）が印刷ユニットに据付けられたとき、彫刻シリンダ（３）の端が、継手（１０）に取付けられたグリッパー（８）によってクランプされ、継手自体は印刷ユニットの後部に据付けられた駆動ボックス（９）に取付けられる。グリッパーは、機械式でもよいし、空気圧式でもよいし、あるいは油圧式でもよい。

このシステムにより、彫刻シリンダ（３）を駆動させ、それは印刷ユニットの本質的機能である、なぜならば、この駆動は、縦方向および横方向の色の相対的な位置決め（見当合わせとも呼ばれる）の良好な精度を確保するからである。

継手デバイス（１０）は、このシステムの内側の本質的部品である。このデバイスは、機能的には、彫刻シリンダ（３）とその駆動部（９）との間の可撓性連結部であり、部品の歪みだけでなく取付けおよび機械加工公差を補償することができる。機械加工公差は、彫刻シリンダ（３）の製造欠陥に関係する。取付け公差は、印刷ユニットの印刷キャリッジが素早く変えられるように、できるだけ素早く作業変更にとりかかることができるように、且つ隠れた期間中に、すなわち、印刷ラインの停止を意味する清掃時間なしに、印刷キャリッジを清掃することができるように設計されている事実と関連している。

かくして、そのような取り外し可能な印刷キャリッジのシステムは、印刷シリンダ（３）と駆動ボックス（９）との大きな整合誤差を伴い、整合誤差は、継手デバイス（１０）が補償しなければならない。

次いで、彫刻シリンダ（３）が極端に硬くても、圧力ローラ（１）によって加えられる大きな圧力の影響で撓み、それは、彫刻シリンダ（３）の軸線の曲がりを意味し、かくして、この軸線が、シリンダ（３）の端で偏向し、該シリンダ（３）の端で、継手デバイス（１０）によって支えられたグリッパー（８）が彫刻シリンダ（３）をクランプする。

最後に、グリッパー（８）の質量は、約２０ｋｇのものである。グリッパー（８）が彫刻シリンダ（３）をクランプしないとき、グリッパー（８）は、継手デバイス（１０）にぶら下がって（掛かって）いる。次いで、継手デバイス（１０）は、ぶら下がっている（掛かっている）グリッパー（８）の回転が駆動ボックス（９）を損傷させなければ、１分当り１０００回転までの回転を可能にすべきである。

グラビア印刷に特有のこれらの極端な応力のために、継手デバイス（１０）は、以下の物理的および機械的特徴を有しなければならない。
−継手デバイス（１０）は、縦方向の見当合わせに優れた品質を確保しながら、トルクを彫刻シリンダ（３）に伝達するために、回転中できるだけ剛くなければならない。
−継手デバイス（１０）は、また、横の見当合わせの優れた品質を確保するために、そのＸ軸（彫刻シリンダ（３）の軸線方向）に、できるだけ剛くなければならない。
−しかしながら、継手デバイス（１０）は、彫刻シリンダ（３）の整合、製造および歪みを最も良い状態に補正するために、Ｘ軸に垂直な平面を構成するＹ軸およびＺ軸（彫刻シリンダ（３）の軸線方向に垂直な２方向）に、できるだけ剛さがより小さくなければならないが、それにもかかわらず、グリッパー（８）が彫刻シリンダ（３）をクランプしないときに、回転を可能にするのに十分剛くなければならない。
−比較的小さい寸法および質量を有しなければならない。

継手デバイス（１０）の設計および開発の難しさは、回転中、およびＸ軸剛性応力が、Ｙ軸およびＺ軸低剛性応力に対立していることである。

本発明による継手デバイス（１０）を図４および５に示す。根本的に異なる設計を有するこの継手デバイス（１０）は、既存のデバイスの複雑な機械組立体と反対に、単一の鋼部品からなる。

継手デバイス（１０）は、大きな信頼性でその機能を確保するために、かくして、グラビア印刷に固有の機械的応力に耐えるために、３つの本質的な特徴を示す。
−継手デバイスが形成される材料、
−工程中、この材料が受ける処理、
−その幾何形状。

本発明による継手デバイス（１０）は、芯焼入れを受けたクロム、ニッケル、およびモリブデン合金鋼からなる。この材料および処理は、Ｘ軸におけるだけでなく、回転中も、期待される機械的な特徴および剛性特徴をデバイスに与える。

本発明によれば、継手デバイス（１０）は、中央円筒部分（１１）および中央円筒部分（１１）の一端および他端にそれぞれ配置された２つのフランジ（１２および１３）を含む。第１のフランジ（１２）は、グラビア印刷キャリッジの彫刻シリンダ（３）の端をクランプするようになっているグリッパー（８）を支持するように設計される。第２のフランジ（１３）は、駆動ボックス（６）のシャフトに連結されるように設計される。かくして、図４の第１のフランジ（１２）は、固定ネジ（図示せず）を貫通させるための開口（１４）を備え、第２のフランジ（１３）は、拡張リング（図示せず）が配置されるボア（１５）を備える。

継手デバイス（１０）がグラビア印刷システムに据付けられたとき、継手デバイス（１０）は、一方の側が、拡張リングをボア（１５）の中に挿入して膨張させることによって駆動ボックス（９）に連結され、他方の側が、開口（１４）を貫く固定デバイスによって固定され且つ彫刻シリンダ（３）の端をクランプするようになっているグリッパー（８）に連結される。

中央円筒部分（１１）に垂直な、フランジ（１２および１３）の各々の側の部分（１６）は、彫刻シリンダ（３）がグリッパー（８）によって実際にクランプされ且つ駆動ボックス（６）によって回転駆動されるとき応力により歪み、従って、膜として働くように、薄い厚さを有する。かくして、フランジ（１２および１３）の各々の側部分（１６）は、弾性能力を示す。

図４および５に示す実施形態における膜として働く第１のフランジ（１２）のこの側部分（１６）は、中央円筒部分（１１）との接合部からグリッパー（８）の支持領域（１７）まで延びる。そして、第２のフランジ（１３）の膜として働く側部分（１６）は、中央円筒部分（１１）の接合部からボア（１５）との接合部まで延びる。これは、ボアの内側に配置された第２のフランジ（１３）の側部と同様である。これらの２つの部分（１６）は、図５に太線で示す。

本発明によれば、フランジ（１２および１３）毎に、フランジの直径と中央円筒部分（１１）の直径との差が計算され、且つこの差を膜として働くフランジの側部分（１６）の平均厚さで割ったとき、かくして、得られた比は、７と１５の間にある。

この典型的な形状により、中央円筒部分（１１）が、各端で埋設されたビーム要素として働くことができ、各端の一方は、移動している間、Ｙ軸およびＺ軸への位置の移動を補償することによってビーム要素を歪ませる。膜として働く両方のフランジ（１２および１３）の側部分（１６）は、例えば、彫刻シリンダ（３）のＺ軸歪みによる、あるいは彫刻シリンダ（３）のＹ軸歪み（スキュー）による、角欠陥を補正することによって、動的応力で歪む。

シリンダ（３）の端の一方のＹ軸移動によるシリンダ（３）の歪み（スキュー）は、時には彫刻シリンダ（３）とドクターブレード（６）との間の平行欠陥だけでなく彫刻欠陥も補償するのに用いられる。

膜として働くフランジ（１２および１３）の側部分（１６）は、選択された比により幾分強く歪み、それによって継手デバイス（１０）に幾分応力を吸収させる。比の選択は、考慮された印刷システムの予測された公差に従ってなされる。側部分（１６）の平均厚さは、更に好ましくは、各フランジ（１２および１３）が受ける応力が等しくなるように選択される。

図４および５に示す実施形態の第１のフランジ（１２）は、凹部を示し、該凹部の唯一の機能は、膜として働くフランジの部分（１６）の平均厚さを減じることにある。

勿論、本発明の枠組から逸脱することなしに、例示として図４および５に示す形状と異なる様々な幾何形状が考えられる。定められた比が守られれば、デバイスはその機能を果たし、材料が記載したものと同様であるならば、本発明による継手デバイスは、受ける応力にかかわらず優れた信頼性を示す。

本発明による継手デバイスは、特に洗練された効率的な方法で、且つ、等しい空間で、現在のデバイスの信頼性の欠如の技術的な問題の解決を可能にし、特に既に据付けられた印刷ラインの既存の継手デバイスの置換の際にこの継手デバイスを用いることができる。

本発明は、記載され図示された実施形態に限定されない。特許請求の範囲によって定められた枠組から逸脱することなしに、いくつかの変形をなすことができる。

本デバイスは、選択的に、および図４に示すように中空であり、中央円筒部分（１１）はチューブの形状を取り、該チューブの内側を空気あるいは液体が通ることができ、例えばグリッパー（８）のような異なる空気圧式要素を作動させる。次いで、このチューブの壁の厚さは、選択的に０．７ｍｍと２ｍｍの間である。

印刷キャリッジを含むグラビア印刷ユニットの概略図である。 印刷キャリッジの概略図である。 グラビア印刷機械の内側の継手デバイスの位置決めを概略的に示す。 本発明による継手デバイスの概略図である。 図４に示す本発明による継手デバイスの概略断面図である。

符号の説明

１：圧力ローラ
３：彫刻シリンダ
８：グリッパー
９：駆動ボックス
１０：継手デバイス
１１：中央円筒部分
１２：第１のフランジ
１３：第２のフランジ

Claims (3)

1. 中央円筒部分（１１）と、中央円筒部分（１１）の一端および他端にそれぞれ配置された２つのフランジ（１２、１３）と、を含む、印刷ユニットのシリンダを回転駆動するために用いられる、前記シリンダと駆動ボックス（９）を連結する継手デバイスにおいて、
   前記継手デバイスは、その一端において前記シリンダの端をクランプするグリッパー（８）を支持し、他端において駆動ボックス（９）のシャフトに連結され、
   印刷に必要な応力が前記シリンダに加わるときに、印刷に必要な見当合わせを可能とする、前記シリンダの軸線方向および前記軸線周りの剛性と、前記シリンダと前記駆動ボックス（９）との間の、前記シリンダの軸線方向に垂直な２方向の公差の補償を可能とする剛性とを備え、
   −継手デバイスは、芯焼入れを受けたクロム、ニッケル、およびモリブデン合金鋼の単一部品からなり、
   −フランジ（１２、１３）の各々は、膜として働く側部分（１６）を含み、
   −フランジ（１２、１３）の各々について、フランジの直径と中央円筒部分（１１）の直径の差をフランジの側部分（１６）の平均厚さで割った比が、７と１５の間であり、
   −第１のフランジ（１２）の前記側部分（１６）は、前記中央円筒部分（１１）との接合部から前記グリッパー（８）の支持領域（１７）まで延び、第２のフランジ（１３）の前記側部分（１６）は、中央円筒部分（１１）の接合部から第２のフランジ（１３）のボア（１５）との接合部まで延びる、
   ことを特徴とする継手デバイス。
2. 継手デバイスは中空であり、中央円筒部分（１１）はチューブの形状を取る、ことを特徴とする請求項１に記載の継手デバイス。
3. 中央円筒部分（１１）の壁の厚さは、０．７ｍｍと２ｍｍの間である、ことを特徴とする請求項２に記載の継手デバイス。