JP5325052B2 - ロータリースクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本願の発明は、円筒状のスクリーン版を回転させながら印刷するロータリースクリーン印刷機に関する。

従来より、スクリーン印刷機の一つとして、ロータリースクリーン印刷機が知られている。ロータリースクリーン印刷機は、円筒状のスクリーン版を回転させながら対象物に接触させて印刷するタイプの印刷機である。
ロータリースクリーン印刷機は、高速での印刷が可能なため、大量の印刷物を短時間に制作する必要がある場合等にしばしば用いられている。また、スクリーン版を複数回回転させて一つの図柄を印刷することも可能であり、連続した長い図柄を印刷するのに使用される場合もある。

図４は、このような従来のロータリースクリーン印刷機の主要部を示した概略図である。図４に示すように、ロータリースクリーン印刷機は、版胴３と圧胴５とを備えている。圧胴５は、版胴３の直下の位置に設けられている。版胴３及び圧胴５は、ともに水平な回転軸の回りに回転が可能となっている。これらの回転軸は互いに平行である。版胴３には、版胴回転機構が設けられている。圧胴５は、ベアリングを介して不図示のフレームに保持されており、印刷対象物としてのシート（以下、シート状ワークという）Ｗが版胴３の回転に伴って送られる際、従動回転するようになっている。尚、図４は、版胴３や圧胴５を斜め下方から見た概略図となっている。

版胴３は、スクリーン版３１が円筒状に形成された部材である。多くの場合、両端に円環状の保持枠３２を有しており、保持枠３２の間に円筒状のスクリーン版３１を保持した構造となっている。尚、圧胴５も、円筒状である。
シート状ワークＷは、ロールツーロール方式の搬送系で送られることが多く、送り出しローラから引き出され、水平に送られた状態で版胴３と圧胴５との間に挟み込まれるようになっている。この際、版胴３は、シート状ワークＷを圧胴５に向けて若干押圧するよう設けられている。版胴３と圧胴５とは、シート状ワークＷを挟み込みながら互いに逆向きに回転するようになっており、シート状ワークＷは、圧胴５に押し付けられながら、一方向に送られる。

一方、版胴３内には、不図示のインク供給ポートが設けられているとともに、インク供給ポートから供給されたインクをスクリーン版３１の内面で薄く伸ばす不図示のスキージが設けられている。版胴３と圧胴５が回転してシート状ワークＷが送られる際、シート状ワークＷにスクリーン版３１のパターンでインクが付着し、印刷が行われる。
多くの場合、版胴３が一回転することで一回の印刷（即ち、一つの図柄の印刷）が行われ、シート状ワークＷに対しては、少し間隔を開けて同じ図柄の次の印刷が行われる。但し、前述したように、版胴３を複数回回転させ、連続した図柄の印刷を一回の印刷で行う場合もある。

特開平７−１７２０７８号公報 特開平７−２９９４００号公報 特開平８−３９７６５号公報

上述した従来のロータリースクリーン印刷機では、版胴を回転させる機構（以下、版胴回転機構）と圧胴を従動回転させる機構（以下、圧胴回転機構）とが別々に設けられている上、版胴回転機構は、圧胴回転機構を回避しながら版胴を回転させるため、ギヤを数多く使用してギヤの噛み合わせを介して回転力を伝達している。このため、機構的に複雑で大掛かりなものとなっており、また部品点数も多くなっている。
本願発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、版胴を回転させる機構を簡略化して構造的にシンプルなものとしたロータリースクリーン印刷機を提供するものであって、版胴の回転を高精度化したり、メンテナンスを容易にしたり、部品点数の削減によって低コスト化を可能としたりする等の効果を有するものである。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、円筒形のスクリーン版を有する版胴と、版胴を回転させる版胴回転機構と、回転する版胴に押圧される印刷対象としてのシート状ワークを版胴とともに挟む円筒形の圧胴とを備えたロータリースクリーン印刷機であって、
版胴回転機構は、圧胴に挿通されたシャフトと、シャフトの一端に連結された回転駆動源と、シャフトと版胴とを連結してシャフトの回転を版胴に伝える連結具とを有するものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記シート状ワークが送られる際に前記圧胴が従動して回転するよう前記圧胴にはベアリングが設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記連結具は、前記回転駆動源から遠い側である先端側と近い側である後端側とに設けられており、先端側と後端側との両方で前記回転を前記版胴に伝えるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項３の構成において、前記版胴は、スクリーン版を両端で保持した保持枠を有しており、前記連結具は、先端側の保持枠に取り付けられた版側第一ギヤと、後端側の保持枠に取り付けられた版側第二ギヤと、前記シャフトの先端側に取り付けられたシャフト側第一ギヤと、前記シャフトの後端側に取り付けられたシャフト側第二ギヤとより成っており、シャフト側第一ギヤが版側第一ギヤに噛み合い、シャフト側第二ギヤが版側第二ギヤに噛み合っているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記シャフト側第一ギヤ又は前記シャフト側第二ギヤを前記シャフトに対して着脱するクラッチが設けられているという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１の発明によれば、版胴回転機構が、圧胴に挿通されたシャフトと、シャフトの一端に連結された回転駆動源と、シャフトと版胴とを連結してシャフトの回転を版胴に伝える連結具とを有するので、構造的にシンプルなものとなる。このため、版胴の回転を高精度化したり、メンテナンスを容易にしたり、部品点数の削減によって低コスト化を可能としたりする効果がある。
また、請求項３の発明によれば、上記効果に加え、シャフトと版胴を連結する連結具が、先端側と後端側の両端に設けられているので、回転力が安定してバランス良く版胴に伝えられるようになっている。このため、精度（位置精度や形状精度）の高い印刷が行える。
また、請求項５の発明によれば、上記効果に加え、シャフトには、ギヤの連結を着脱するクラッチが設けられているので、版胴を装着する際の作業が容易になり、版胴の歪み等を生じさせずに版胴を装着することができる。

本願発明の実施形態に係るロータリースクリーン印刷機の全体の構成を示した概略図である。 実施形態にロータリースクリーン印刷機における印刷ユニットの斜視概略図である。 印刷ユニットの構造を示した側面断面概略図である。 従来のロータリースクリーン印刷機の主要部を示した概略図である。

次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、本願発明の実施形態に係るロータリースクリーン印刷機の全体の構成を示した概略図である。図１に示すロータリースクリーン印刷機は、印刷ユニット１と、シート状ワークＷを搬送する搬送系２とを備えている。搬送系２は、ロールツーロールの搬送を行う構成となっており、送り出しローラ２１と、巻き取りローラ２２と、ピンチローラ２３と、テンションローラ２４、ガイドローラ２５等から構成されている。シート状ワークＷは、細長い帯状である。

印刷ユニット１は、印刷機の主要部を成している。図２は、実施形態にロータリースクリーン印刷機における印刷ユニット１の斜視概略図である。印刷ユニット１は、円筒形のスクリーン版３１を有する版胴３と、版胴３を回転させる版胴回転機構４と、回転する版胴３に押圧されるシート状ワークＷを版胴３とともに挟む円筒形の圧胴５とを備えている。
版胴３は、円筒状のスクリーン版３１の両端を円環状の保持枠３２で保持した構造である。スクリーン版３１は、通常のスクリーン印刷機と同様、印刷すべきパターンの孔をスクリーンに予め形成したものである。孔の形成は、感光性乳剤による露光製版やレーザー描画等の方法で行われる。尚、版胴３は、中心軸が水平な方向となるよう設けられている。

圧胴５も、中心軸の方向が水平な方向となるよう設けられている。圧胴５の中心軸は、版胴３の中心軸に対して平行であり、版胴３の中心軸の高さより僅かに低い位置となっている。
圧胴５は、ステンレス又はアルミ等の金属から成るベース部５１だけで構成される場合もあるが、本実施形態では、ベース部５１の外面にライナー５２を設けた構成となっている。ライナー５２は、多少弾力を有する樹脂等で形成されている。

図２に示すように、版胴回転機構４は、圧胴５に挿通されたシャフト４１と、シャフト４１の一端に連結された回転駆動源４２と、シャフト４１と版胴３とを連結してシャフト４１の回転を版胴３に伝える連結具とを有している。
シャフト４１は、図２に示すように圧胴５に挿通されている。回転駆動源４２（具体的にはモータ）は、カップリング４３を介してシャフト４１に連結されている。以下、説明の都合上、シャフト４１の長さ方向（圧胴５の軸方向）において、回転駆動源４２から遠い側を先端側とし、近い側を後端側とする。

本実施形態では、連結具は、先端側と後端側とに設けられており、先端側と後端側との両方で回転駆動源４２による回転を版胴３に伝えるものとなっている。より具体的に説明すると、シャフト４１の先端には、第一のギヤ（以下、シャフト側第一ギヤ）４４１が設けられており、後端には、第二のギヤ（以下、シャフト側第二ギヤ）４４２が設けられている。シャフト側第二ギヤ４４２は、シャフト４１に完全に固定されているものの、シャフト側第一ギヤ４４１には、クラッチ４５が設けられており、シャフト４１に対してシャフト側第一ギヤ４４１を連結したり連結を解除したりすることができるようになっている。尚、クラッチ４５としては、空気圧でクラッチ板をオンオフするエアクラッチが好適に使用できる。

一方、図２に示すように、版胴３にも一対のギヤ４４３，４４４が設けられている。その一つは、先端側の保持枠３２に取り付けられたギヤ（以下、版側第一ギヤ）４４３であり、他の一つは、後端側の保持枠３２に取り付けられたギヤ（以下、版側第二ギヤ）４４４である。シャフト側第一ギヤ４４１は版側第一ギヤ４４３と噛み合っており、シャフト側第二ギヤ４４２は版側第二ギヤ４４４と噛み合っている。

尚、版胴３は、不図示の版胴保持機構によって所定位置で保持されるようになっている。版胴保持機構は、版胴３を着脱自在に保持するようになっている。版胴３は、異なる図柄を印刷する場合に交換されるからである。
また、圧胴５は、不図示のベアリングを介して不図示のフレームに保持されている。また、シャフト４１は、不図示の別のベアリングを介してフレームとは別の不図示のベース板に保持されている。したがって、シャフト４１の回転は圧胴５には直接には伝わらないようになっている。

次に、版胴３内の構造について、図３を参照しながら補足的に説明する。図３は、印刷ユニット１の構造を示した側面断面概略図である。図３に示すように、版胴３内には、インク供給ポート３３と、スキージ３４が設けられている。
インク供給ポート３３は、版胴３の軸方向に長いに部材であり、下面にノズル部３３１を有している。ノズル部３３１は、インク供給ポート３３の長さ方向に長い線状のものであるか、長さ方向に所定間隔をおいて多数設けられている。インク供給ポート３３には、不図示のインク供給管が接続されており、少しずつインクが供給されるようになっている。

スキージ３４は、スクリーン版３１にインクを薄く伸ばすとともにスクリーン版３１を通してインクが染み出るようにインクをスクリーン版３１に押し付けるための部材である。スキージ３４は、図３に示すように、インク供給ポート３３のノズル部３３１に対して版胴３の回転方向の前方に位置している。スキージ３４には、不図示のスキージ駆動機構が設けられている。スキージ駆動機構は、版胴３が回転した際、スキージ３４をスクリーン版３１に当接する所定の位置に位置させ、その状態を保持するようになっている。この際の所定の位置とは、スキージ３４の先端がスクリーン版３１に接触して僅かに押圧する位置である。尚、図３に示すように、インク供給ポート３３とスキージ３４は、版胴３の回転方向において、版胴３と圧胴５がシート状ワークＷを挟む箇所（印刷が行われる箇所）の少し回転方向手前の位置に配置されている。

上記のような構成に係る印刷ユニット１の動作について、以下に説明する。
図１に示す搬送系２は、シート状ワークの所定の速度で搬送させる。即ち、一対のピンチローラ２３がシート状ワークＷを引っ張るとともに、これに同期して送り出しローラ２１がシート状ワークＷを送り出す。これに伴い、シート状ワークＷは、印刷ユニット１内を走行することになる。

印刷ユニット１では、不図示の版胴回転機構を動作させ、版胴３を回転させる。即ち、回転駆動源４２が動作し、シャフト４１を回転させる。シャフト４１の回転は、四つのギヤ４４１，４４２，４４３，４４４によって版胴３に伝えられ、版胴３が回転する。この状態で、版胴３をシート状ワークＷに近づけ、版胴３がシート状ワークＷを少し押圧し、シート状ワークＷが圧胴５に当てられた位置で版胴３を保持する。尚、版胴３は回転を続けており、版胴３は、搬送系２に送られるシート状ワークＷに、回転しながら接触することになる。版胴３の回転速度は、搬送系２による搬送と同期するよう調整され、シート状ワークＷに歪み等を生じさせないようにする。尚、圧胴５は、ベアリングを介して不図示のフレームに支持されているので、シート状ワークＷの送りの際、シート状ワークＷとの摩擦力によって従動回転する。

一方、シート状ワークＷの送りと並行して、インク供給ポート３３が動作してノズル部３３１からインクが吐出される。そして、不図示のスキージ駆動機構が動作してスキージ３４を所定位置に保持する。これによりインクがスクリーン版３１から染み出た状態となる。版胴３の回転が進み、スクリーン版３１のインクの染み出た部分がシート状ワークＷに接触する状態となると、インクがスクリーン版３１のパターンでシート状ワークＷに付着する（即ち、印刷が行われる）。版胴３の回転が進み、版胴３が一回転すると一つの印刷が終了である。版胴３は、その後も回転を続け、シート状ワークＷの次の領域に次の印刷が行われる。尚、前述したように、版胴３の複数回の回転によって一つの印刷が行われる場合もある。

次に、版胴３を交換動作について説明する。版胴３を交換する場合、まず、クラッチ４５を切ってシャフト４１に対するシャフト側第一ギヤ４４１の連結を解除する。次に、各ギヤ４４１〜４４４の噛み合わせを切り離し、版胴３を不図示の版胴保持機構から取り外す。そして、新しい版胴３を同様に版胴保持機構に保持させて装着する。この際、各ギヤ４４１〜４４４を元のように噛み合わせるが、クラッチ４５を切ったままとする。各ギヤ４４１〜４４４を噛み合わせ、版胴３やシャフト４１に歪み等が無いことを確認した後、クラッチ４５をつなげる。その後は、前述したのと同様に印刷が行える。

このような構成及び動作に係る印刷ユニット１は、図１に示すように、シート状ワークＷの搬送ラインに沿って複数設けられている。これは、一つの印刷ユニット１において一つの色の印刷を行うためである。ロータリースクリーン印刷機は、通常、１〜４色程度の多色印刷が可能な構成とされるため、この程度の数の印刷ユニット１が搭載されている。
搬送系２は、上述したようにシート状ワークＷを送り出しローラ２１から引き出して各印刷ユニット１に順次搬送する。そして、各印刷ユニット１で各色の印刷が順次行われる。最後の印刷ユニット１で印刷が行われた後、シート状ワークＷは、巻き取りローラ２２に巻き取られる。
尚、本実施形態にロータリースクリーン印刷機は、上記のようなシート状ワークＷの搬送を連続して止めることなく行いながら、各色の印刷を行うものである。したがって、シート状ワークＷの同一の領域に精度良く印刷が行われるよう、各印刷ユニット１の配置間隔や版胴３の径等が適宜決められ、且つシート状ワークＷの搬送速度が適宜制御される。

上述した説明から解るように、本実施形態のロータリースクリーン印刷機では、版胴回転機構４が、圧胴５に挿通されたシャフト４１と、シャフト４１の一端に連結された回転駆動源４２と、シャフト４１と版胴３とを連結してシャフト４１の回転を版胴３に伝える連結具とを有するので、構造的にシンプルなものとなる。このため、版胴３の回転精度を高めたり、メンテナンスを容易にしたり、部品点数の削減によって低コスト化を可能としたり効果がある。

また、本実施形態では、シャフト４１と版胴３とを連結する連結具が、先端側と後端側の両端に設けられているので、回転力が安定してバランス良く版胴３に伝えられるようになっている。このため、精度（位置精度や形状精度）の高い印刷が行える。尚、上記実施形態では連結具はギヤであったが、ベルトとプーリによって回転を伝達したり、ギヤとチェーンによって回転を伝達したりする場合もあり得る。但し、上記のようにギヤ同士の噛み合わせによって回転を伝達する構成は、エネルギーロスが少なく、機構的にもシンプルになるメリットがある。

また、シャフト側第一ギヤ４４１についてクラッチ４５が設けられている構成は、版胴３を装着する際の作業が容易で、版胴３の歪み等を生じさせずに装着するのを可能にする効果をもたらしている。即ち、版胴３を装着する場合、版側第一ギヤ４４３と版側第二ギヤ４４４を、上記のようにそれぞれシャフト側第一ギヤ４４１、シャフト側第二ギヤ４４２に噛み合わせる必要があるが、一方のギヤの山と他方のギヤの谷が最初から丁度噛み合う位置にあるとは限らず、少しずれている場合も多い。このような場合、クラッチ４５が無いと、ずれた状態で各ギヤが噛み合ってしまうため、版胴３（又はシャフト４１）が多少歪んだ状態ないしは捻れた状態で版胴３が装着されてしまう。これが生じると、スクリーン版３１のパターンが形状精度良く転写されず、印刷精度が低下してしまったり、版胴３の回転に歪みが生じてギヤ等の機構部分に損傷が生じたりする恐れがある。本実施形態では、上述したようにクラッチ４５を切った状態（シャフト側第一ギヤ４４１のシャフト４１への連結を解除した状態）で版胴３を装着し、各ギヤを噛み合わせた後、クラッチ４５をつなげるので、版胴３やシャフト４１の歪みを発生させることなく版胴３を装着することができる。このため、上記のような問題は無い。尚、クラッチ４５は、シャフト側第二ギヤ４４２の連結を着脱するよう設けられていても良いことは、勿論である。

上記実施形態では、版胴３と圧胴５がほぼ水平に並んでいて、シート状ワークＷが垂直方向に送られながら印刷が行われたが、これは必須の条件ではない。版胴３と圧胴５を上下に並べ、シート状ワークＷを水平方向に送りながら印刷を行っても良い。したがって、図１に示す概略図において、垂直方向の搬送ラインに沿って印刷ユニット１を並べる場合の他、又はこれに加えて、水平方向の搬送ラインに沿って印刷ユニット１を並べる場合もある。

尚、本実施形態では、前述したように、圧胴５は、版胴３より僅かに低い位置となっている。このため、シート状ワークＷが僅かに蛇行しながら送られている。このようにすると、版胴３に対するシート状ワークＷの接触面積が少し広くなるため、インクの付着がより良好となる効果や、版胴３による押圧が緩和されるので、最適な押圧力で印刷を行えるようになる効果がある。シート状ワークＷを水平に送りながら印刷する場合も同様で、版胴３の中心軸と圧胴５の中心軸とを同一の鉛直面とせず、水平方向に僅かにずらして配置する場合もある。

また、上記実施形態の印刷機は、シート状ワークＷが挟み込まれた状態で版胴３を圧胴５に向けて押圧しながら印刷を行うものであったが、これは逆でも良いことは勿論である。即ち、圧胴５を版胴３に向けて押圧するようにしても、インクが染み出たスクリーン版３１にシート状ワーク５が圧接されて印刷が行われる。
尚、印刷ユニット１の搬送ライン上の後方には、印刷後にインクを乾燥させる乾燥ユニットが必要に応じて設けられる。
本実施形態のロータリースクリーン印刷機は、高速での印刷が可能なため、大量の印刷を短時間に行う必要がある場合に好適に使用される。その上、上述したように位置精度や形状精度の良い印刷が行えるので、従来のロータリースクリーン印刷機では行えなかった精密機器や電子機器の製造用の印刷についても使用できる可能性がある。

以上説明した通り、本願発明は、構造的にシンプルなため、メンテナンスが容易で部品点数の削減によるコストダウンが可能なロータリースクリーン印刷機が提供される。したがって、ロータリースクリーン印刷機の普及により貢献できる。

１ 印刷ユニット
２ 搬送系
３ 版胴
３１ スクリーン版
３２ 保持枠
３３ インク供給ポート
３３１ ノズル部
３４ スキージ
４ 版胴回転機構
４１ シャフト
４２ 回転駆動源
４３ カップリング
４４１ シャフト側第一ギヤ
４４２ シャフト側第二ギヤ
４４３ 版側第一ギヤ
４４４ 版側第二ギヤ
４５ クラッチ

Claims (5)

1. 円筒形のスクリーン版を有する版胴と、版胴を回転させる版胴回転機構と、回転する版胴に押圧される印刷対象としてのシート状ワークを版胴とともに挟む円筒形の圧胴とを備えたロータリースクリーン印刷機であって、
   版胴回転機構は、圧胴に挿通されたシャフトと、シャフトの一端に連結された回転駆動源と、シャフトと版胴とを連結してシャフトの回転を版胴に伝える連結具とを有するものであることを特徴とするロータリースクリーン印刷機。
2. 前記シート状ワークが送られる際に前記圧胴が従動して回転するよう前記圧胴にはベアリングが設けられていることを特徴とする請求項１記載のロータリースクリーン印刷機。
3. 前記連結具は、前記回転駆動源から遠い側である先端側と近い側である後端側とに設けられており、先端側と後端側との両方で前記回転を前記版胴に伝えるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のロータリースクリーン印刷機。
4. 前記版胴は、スクリーン版を両端で保持した保持枠を有しており、前記連結具は、先端側の保持枠に取り付けられた版側第一ギヤと、後端側の保持枠に取り付けられた版側第二ギヤと、前記シャフトの先端側に取り付けられたシャフト側第一ギヤと、前記シャフトの後端側に取り付けられたシャフト側第二ギヤとより成っており、シャフト側第一ギヤが版側第一ギヤに噛み合い、シャフト側第二ギヤが版側第二ギヤに噛み合っていることを特徴とする請求項３記載のロータリースクリーン印刷機。
5. 前記シャフト側第一ギヤ又は前記シャフト側第二ギヤを前記シャフトに対して着脱するクラッチが設けられていることを特徴とする請求項４記載のロータリースクリーン印刷機。

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