JP5752473B2 - 輪転機用のローラー及び輪転機用のローラーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、輪転機において用いられるローラーの構造に関する。

従来、新聞などの印刷を行う輪転機は、例えば、インキを供給するローラーと、印刷のための版である刷版が巻きつけられる版胴と、刷版に供給されるインキによって形成される画像が転写され、転写された画像を紙に転写して印刷するブランケット胴などを備える。

版胴に装着される刷版は、運転中にずれたり版胴から浮き上がったりすると、印刷画像が乱れる。そのため、刷版がずれたり版胴から浮き上がったりしないように、刷版を版胴に対して固定する機構を備える版胴がある（例えば、特許文献１）。この固定機構により、刷版は版胴に対して密着して固定される。

特開２０００−２７２０９３号公報

上述した刷版の固定機構により、刷版は版胴に対して固定されるが、このような固定機構のみでは、大量の印刷を行う過程でどうしても刷版のずれが生じてしまっていた。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、輪転機用のローラーの表面に装着される刷版などの金属板が輪転機用ローラーの表面に対してずれることを確実に防止することができる輪転機用のローラーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る輪転機用のローラーは、表面に金属板が装着される輪転機用のローラーであって、前記表面には、基準面と、前記金属板が前記ローラーの径方向中心側に変形して当接することにより前記金属板が位置決めされる、複数の散在した凹部であって、前記基準面からの深さが１μｍ以上の前記凹部と、前記ローラーの径方向視において前記凹部の周囲に位置するとともに、前記基準面から突出した高さが５０μｍ以下の凸部と、が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る輪転機用のローラーの製造方法は、表面に金属板が装着される輪転機用のローラーの製造方法であって、ロール状の母材の表面に、肉盛溶接層を形成し、前記肉盛溶接層の表面に、前記金属板が前記ローラーの径方向中心側に変形して当接することにより前記金属板が位置決めされる複数の散在した凹部を、前記肉盛溶接層の基準面からの深さが１μｍ以上となるようにレーザーによって形成するとともに、前記凹部を形成する際に溶融した材料により、前記ローラーの径方向視における前記凹部の周囲に前記基準面から突出した高さが５０μｍ以下の凸部を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、輪転機用のローラーの表面に装着される刷版等の金属板が、輪転機用のローラーの表面に対してずれることを確実に防止することができる。

参考例１の版胴の構成を示す斜視図である。 図１に示す版胴の軸方向における断面の版胴表面付近の拡大図である。 図１に示す版胴に刷版を装着した状態での版胴表面と刷版との接触状態を示す模式図である。 第２の実施形態の版胴の軸方向における断面の版胴表面付近の拡大図である。 参考例２の版胴の軸方向における断面の版胴表面付近の拡大図である。

以下、本発明の実施形態等について、図面を参照しつつ説明する。

（参考例１）
まず参考例１について説明する。

図１は、参考例１の輪転印刷機用のローラーとしての版胴１の構成を示す斜視図である。図２は、版胴１の軸方向に沿った（長手方向における）断面の版胴の表面側の拡大図である。図３は、参考例１の版胴１に刷版を装着した状態での版胴１と刷版との接触状態を示す模式図である。なお、図２および図３において、版胴１の軸の方向を破線矢印で示している。

本参考例１の版胴１は、新聞などの印刷を行う輪転印刷機において、刷版を表面に巻きつけて装着するローラーである。輪転印刷機は、通常、版胴１と、ブランケット胴などを備える。輪転印刷機により紙に印刷する場合には、版胴１に装着される刷版上に形成されるインキの画像を、一対のブランケット胴のうち、版胴１に接触するブランケット胴に転写し、転写されたインキの画像をブランケット胴間を搬送される紙に転写することで紙への印刷を行う。以下、このような輪転印刷機に用いられる本参考例１の版胴１の構成について詳細に説明する。

本参考例１の版胴１は、図１に示すように、版胴１の表面に巻きつけられる刷版を、版胴１に対して固定するための留め部２と、装着される刷版を版胴１の表面においてずれないように位置決めするために、版胴１の表面に散在した複数の凹部４を備える。

留め部２は、ばねなどを利用して、版胴１に巻きつけられた刷版の両端部を引っ張ることで、刷版を版胴１の表面に固定する部材である。刷版は留め部２によって固定されることで、版胴１の表面に対してある程度ずれが防止された密着した状態で固定される。

複数の凹部４は、上述の留め部２によって刷版を引っ張って固定したのみでは防ぎきることのできない刷版のずれを、刷版が変形して複数の凹部４に食い込んで位置決めされることにより防止する。本参考例１の凹部４は、版胴１の径方向視で円形状であって、図２に示すように、版胴１の径方向中心側に窪んだ穴であり、隣接する凹部４と間隔をあけて、刷版が巻きつけられる領域全体に散在して形成される。巻きつけられた刷版が、この複数の凹部４それぞれに対して、凹部４の底部側に弾性変形（又は塑性変形）して食い込むことで、刷版が版胴１に対してずれないように位置決め固定されることができる。

具体的には、版胴１の表面にて留め部２により引っ張られて巻きつけられた刷版は、引っ張られる力により版胴１の径方向中心側に向けて縮まろうとする力が働く。また、印刷を行うにあたり、版胴１とブランケット胴が回転し、刷版が装着された版胴１周面とブランケット胴周面が互いに当接して、転写圧がかかる接触位置関係となると、接触位置において、刷版には版胴１の径方向中心側に向いた圧力が働く。そのため、図３に示すように、凹部４により、刷版５０は、凹部４の底部側（つまり、版胴１の径方向中心側）に向けて、凹部４に食い込むように変形する。これにより、凹部４の、版胴１の表面側の周縁部４ａに、刷版５０の変形して食い込んだ部分が噛み合って摩擦接触し、刷版５０の版胴１の表面に対するずれを防止することができる。

特に、刷版５０は、通常、薄いアルミニウム板であるため、柔らかく（ビッカース硬さＨｖ５０程度）、より硬い版胴１の凹部４に対して食い込みやすい。従って、版胴１の表面が刷版５０側に突出していなくても、十分に刷版５０が版胴１に対して位置決め固定され、ずれを防止できる。

本参考例１の凹部４の形状は、版胴１の径方向視において円形であるため、刷版５０が凹部４に食い込む形状も、凹部４に沿った円形状となる。そうすると、刷版５０は凹部４の周縁部４ａのいずれの方向に対しても当接して摩擦接触することとなる。そのため、複数の凹部４全てに対する刷版５０の食い込みにより生じる摩擦接触によって、刷版５０は、版胴１の表面におけるいずれの方向に対するずれも防止される。

凹部４は、好ましくは、版胴１の表面から径方向中心側への深さが、１μｍ以上であることが好ましい。これは、刷版５０が版胴１の径方向中心側に向かう力によって、変形して凹部４内に少なくとも１μｍは食い込むためである。凹部４が１μｍ以上の深さであれば、刷版５０が凹部４へ食い込む深さと同程度か、それ以上の深さとなるため、刷版５０と版胴１の凹部４の周縁部４aとが確実に噛み合って摩擦接触でき、刷版５０のずれを確実に防止することがきる。

また、凹部４は、版胴１の表面において、版胴１の軸方向および周方向に均等に分布していることが好ましい。本参考例１においては、図１に示すように、版胴１の軸方向および周方向のそれぞれの方向にて、等間隔で凹部４が形成されている。凹部４が均等に分布していることにより、刷版５０のずれを防止する刷版５０の凹部４への食い込みが、版胴１の表面の全体にわたってどの方向についても均等に発生し、刷版５０のずれを均等に防ぐことができるためである。これに対して、たとえば、凹部４が他の部分に比べて局所的に少ない場合は、その部分で刷版５０のずれを防止する作用が不足して、刷版が偏ってずれてしまうなどの問題が生じることとなる。

また、複数の凹部４の開口位置における径（図２において矢印Ｌで示す幅）も、ばらつきがないように形成することが好ましい。凹部４の径にばらつきがあると、刷版５０が版胴１に食い込む量にも差が生じ、同様に、刷版５０のずれの防止についてもばらつきが生じてしまうためである。

なお、凹部４の開口位置における径は、少なくとも巻きつける刷版５０が食い込んで、位置決めできる程度の径であればよい。具体的には、凹部４の開口部の径は、１０μｍ以上であることが好ましい。１０μｍ以上の径であれば、刷版５０の凹部４への食い込みにより、効果的に刷版５０を版胴１に対して位置決め固定することができる。

以上のような凹部４の形成方法は特に限定されず、凹部４が均等に分布するように形成する、あるいは、凹部４の形状や凹部４の径にばらつきがないように凹部４を形成することができる方法であれば、どのような方法でもよい。例えば、レーザー加工や、放電ダル加工や、ローレット加工などの方法を用いることができる。

これらの方法の中でも、好ましくは、レーザーダル加工により凹部４を形成することが好ましい。レーザーダル加工であれば、版胴１の径方向視において同じ円形の形状の凹部４を複数形成することができるし、レーザーのビーム径を一定の値に設定して、レーザーで凹部４を形成すれば、同じ径の凹部を複数形成することもできる。また、凹部４の分布についても、例えば、レーザーの照射位置を版胴１の軸方向および周方向において一定の距離移動させた後、レーザーを照射して凹部４を形成する操作を繰り返すことのできる送り機構やその制御装置などを用いることで、版胴１の表面において均等に分布するように凹部４を形成することができる。

版胴１を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼を主な材料とすることができる。版胴１は、輪転機において刷版を装着して印刷をした後、付着したインキなどを洗浄液により洗浄する。そのため、洗浄液などによって腐食しないような耐食性が必要である。この点、ステンレス鋼を主な材料とすれば、十分な耐食性が得られる。

以上が本参考例１の版胴１の構成である。

本参考例１の版胴１によれば、表面に形成される凹部４に、版胴１に装着される刷版５０が食い込んで変形することで、刷版５０が版胴１に対して強固に位置決めされ、刷版５０の版胴１に対するずれを確実に防止することができる。刷版５０のずれが確実に防止されることにより、印刷ずれなどの印刷不良を防止することができる。

さらに、本参考例１の版胴１によれば、長期間にわたり刷版のずれを防止することができる。本参考例１の版胴１では、刷版のずれは凹部４によって防止されるが、刷版が食い込んで位置決めされる版胴１の場合、磨耗によって凹部４が消滅することが起こりにくい。従って、長期間にわたり版胴１を利用しても、刷版のずれの防止を維持することができる。一方、たとえば、版胴１の表面全体についてブラスト処理などでランダムに微細な凹凸を形成した場合は、使用していくうちに次第に表面が平滑になってしまい、ずれが発生するようになってしまい、版胴の交換が必要になってしまう。

また、本参考例１の版胴１によれば、隣接する凹部４が間隔をあけて形成されるため、凹部４が形成された部分以外は、版胴１の表面（基準面）がそのまま残っている。したがって、凹部４を形成しても、版胴１の径は変わらず、版胴１の外周が変わらないため、良好な印刷性能を維持することができる。一方、例えば、版胴１の表面全体についてランダムに微小な凹凸を形成して粗くするような場合には、実質的に版胴１の表面が削れて径が小さくなってしまう場合がある。そうすると、装着する刷版５０の長さと版胴１の外周とがずれて、刷版５０の装着に不具合が生じたり、インキを転写するブランケット胴との接触にむらが出て、印刷画像が乱れるなどの問題が生じる場合がある。

また、本参考例１の版胴１によれば、刷版５０のずれを防止する凹部４は、滑らかな版胴１の表面から、版胴１の径方向中心側にへこんだものであるため、版胴１の表面から外側に突出しない。したがって、版胴１の洗浄後にウェス（布）で版胴１の表面を拭く際に、ウェスの繊維が引っかかることがなく、メンテナンスがしやすいという効果も得られる。これに対して、刷版５０がずれないように、単に、表面がざらついた微小な凹凸を形成するような表面加工を行った場合には、表面を拭いた場合にウェスの繊維が引っかかり、非常にメンテナンスが行いにくい。

また、耐食性の高いステンレス鋼を主な材料として版胴１を形成し、その版胴１に凹部４を形成するため、耐食性をそのまま維持しつつ刷版のずれを効果的に防止することができる。

なお、凹部４は、版胴１の表面全体に形成されている必要はなく、少なくとも版胴１の刷版５０が巻きつけられて装着される範囲に形成されていればよい。

また、本参考例１においては、凹部４の形状は、版胴１の径方向視にて円形状であるとして説明したがこれに限られるものではない。刷版５０と版胴１の表面とが接触する領域全体での刷版５０の凹部４への食い込みにより、位置決めされてずれが防止されるように凹部４が形成されていればよい。例えば、環状（ドーナツ型）の形状でもよい。環状の形状であれば、円形の場合と同様の効果が得られる。なお、凹部４が円形である場合には、開口部の径が１０μｍ以上であることが好ましいとしたが、環状（ドーナツ型）の場合には、その環状の溝の幅が１０μｍ以上であればよい。

また、本参考例１においては、凹部４は、等間隔に形成されるとして説明したが、これに限られるものではない。刷版５０と、版胴１との接触面全体で、刷版のずれが防止されるように、凹部４が形成されていれば、等間隔でなくてもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

図４は、第２の実施形態の版胴１００の軸方向における断面の版胴１００の表面付近の拡大図である。図４において、版胴１００の軸の方向を破線矢印で示している。なお、参考例１の版胴１と同じ構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の版胴１００は、版胴１００の径方向視において、凹部４の周囲に凸部６が形成されるものである。凸部が設けられていない版胴表面(基準面)から刷版が凹部に食い込む深さに比べ、凹部４の周囲に形成された凸部６によって、版胴１００の表面(基準面)よりも径方向外側に位置する刷版５０の当該個所は、凹部４内により食い込みやすくなり、凹部４の底部側（すなわち、版胴１００の径方向中心側）への変形が大きくなる。そうすると、刷版５０のずれを妨げるような、凹部４（凸部６の凹部４側に面する側面）と刷版５０との摩擦接触領域がより大きくなる。したがって、刷版５０は版胴１００に対してより強固に位置決めされ、刷版５０のずれをさらに抑制できるという効果が得られる。

凹部４の周囲の凸部６は、例えば、レーザーダル加工により凹部４を形成する際に、参考例１での凸部のない凹部４のみを形成する場合よりも、レーザーの照射時間を長くしたり、レーザーの出力を大きくすればよい。そうすることで、レーザーによって金属が溶融する量が増え、溶融した金属が周囲に堆積し、凹部４の周囲に盛り上がって固まって、凸部６を形成することができる。

また、凸部６は、刷版５０を装着して新聞などの印刷を行う場合、大量の部数の印刷を繰り返していくと、刷版５０との摩擦により、徐々に削れてしまう場合がある。しかし、凸部６が完全に磨耗して消滅したとしても、凹部４が存在するため、刷版５０は凹部４内に食い込んで、そのまま位置決め固定を維持することができる。したがって、大量の部数を印刷しても、刷版５０の版胴１００に対するずれを、長期にわたって確実に抑制することができる効果が得られる。

凸部６の版胴１００の表面からの高さは、５０μｍ以下であることが好ましい。これは、凸部６の高さが５０μｍよりも大きいと、版胴１００の径の公差を超えてしまうためである。公差を超えてしまうと、刷版５０の長さと版胴１００の外周とがずれて、正しく刷版５０を装着できなかったり、印刷される画像が乱れたり、他のロールに対して適正な圧力で接触できなくなるなどの不具合が生じる。

以上が本実施形態の版胴１００の構成である。本実施形態の版胴１００によれば、凹部４の周囲に凸部６があるため、表面に装着される刷版５０の、凹部４底部側への変形量がより大きくなり、刷版５０が凹部４に食い込んで当接する領域がより大きくなり、より強固に位置決め固定される。したがって、刷版５０の版胴１００に対するずれをさらに確実に抑制することができる。

なお、本実施形態においては、レーザーダル加工でのレーザー照射時間などの条件を調整して、凸部６を形成するとして説明したが、これに限られるものではない。凹部４の周囲に凸部６を形成することができる方法であれば、どのような方法でもよい。

（参考例２）
次に、参考例２について説明する。

図５は、参考例２の版胴２００の軸方向における断面の拡大図である。図５において、版胴２００の軸の方向を破線矢印で示している。なお、すでに説明した他の実施形態等と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

参考例２の版胴２００は、母材１０の表面に肉盛溶接層２０が形成され、この肉盛溶接層２０に凹部４が形成されるものである。

肉盛溶接層２０を耐食性の高いステンレス鋼などで形成することで、母材１０が炭素鋼などの耐食性の低い材料であっても、耐食性の高い版胴１００の表層部分によって、洗浄液による腐食を防止することができる。よって、参考例２の版胴２００は、長期間にわたる利用が可能である。

なお、図５には、凸部のない凹部のみが形成された版胴２００を示したが、第２の実施形態において説明したように、凹部の周囲に凸部が形成されたものでもよい。この場合には、上述のように、肉盛溶接層２０は、耐摩耗性に優れるため、凸部の磨耗が少なく、長期間使用しても刷版５０の食い込みが維持される。したがって、刷版５０のずれを長期間確実に防止することができる。

また、母材１０の表面に形成する層としては、肉盛溶接層に限られず、サーメットを溶射したサーメット溶射層、セラミックスを溶射したセラミックス溶射層、母材表面にメッキ加工をして形成されるメッキ層でもよい。これらのサーメット溶射層やメッキ層によっても、耐摩耗性等に優れ、長期間にわたって使用可能な版胴を提供することができきる。

なお、以上の実施形態においては、輪転機用のローラーとして版胴を例示し、版胴に対する刷版のずれを防止するとして説明したが、これに限られるものではない。本発明は、版胴以外の輪転機に用いられるローラーにも同様に適用することができる。たとえば、輪転機に用いられるブランケット胴にも適用できる。ブランケット胴は、表層が弾力のあるゴムなどの材料で形成されたブランケットがまきつけられるローラーであり、版胴から転写された画像を紙に再度転写する。このブランケットのブランケット胴と接触する面をアルミニウムなどの金属板で形成した場合に、ブランケット胴として上述した版胴と同様の凹部が表面に形成されたものを用いれば、ブランケットがブランケット胴に対して位置決めされ、ブランケットのずれを確実に防止することができる。このように、本発明は、輪転機用のローラーであって、金属板をまきつけるローラーであれば同様に適用することができる。

１、１００、２００ 版胴
２ 留め部
４ 凹部
６ 凸部
１０ 母材
２０ 肉盛溶接層
５０ 刷版

Claims (4)

1. 表面に金属板が装着される輪転機用のローラーであって、
   前記表面には、
   基準面と、
   前記金属板が前記ローラーの径方向中心側に変形して当接することにより前記金属板が位置決めされる、複数の散在した凹部であって、前記基準面からの深さが１μｍ以上の前記凹部と、
   前記ローラーの径方向視において前記凹部の周囲に位置するとともに、前記基準面から突出した高さが５０μｍ以下の凸部と、が形成されていることを特徴とする輪転機用のローラー。
2. 前記凹部は、前記ローラーの周方向及び軸方向において均等に分布していることを特徴とする請求項１に記載の輪転機用のローラー。
3. 前記凹部は、前記ローラーの表層として形成される肉盛溶接層に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の輪転機用のローラー。
4. 表面に金属板が装着される輪転機用のローラーの製造方法であって、
   ロール状の母材の表面に、肉盛溶接層を形成し、
   前記肉盛溶接層の表面に、前記金属板が前記ローラーの径方向中心側に変形して当接することにより前記金属板が位置決めされる複数の散在した凹部を、前記肉盛溶接層の基準面からの深さが１μｍ以上となるようにレーザーによって形成するとともに、前記凹部を形成する際に溶融した材料により、前記ローラーの径方向視における前記凹部の周囲に前記基準面から突出した高さが５０μｍ以下の凸部を形成したことを特徴とする輪転機用のローラーの製造方法。

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