JP5795795B2 - 版胴 - Google Patents

Description

本発明は印刷業で使用されるローラーの分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、フレキソ印刷機用の版胴に関する。

フレキソ印刷は、多数のさまざまな印刷用途のために使用される。この技術は、印刷されるべきイメージの鏡映に対応するトポグラフィーパターンを有する印刷版を使用し、そしてこの印刷版は版胴の上に設けられる。インクが印刷版に対して供給され、そしてインクは、版胴および圧胴によって形成されるプレスニップを経て供給されている連続ウェブに対して、続いて移着される。フレキソ印刷機は１０００ｍ／minまでの速度で稼働し得る。

一般的な形態では、多数の印刷版が版胴上にセグメントとして設けられる。たとえば、版胴の全面積をカバーするために、１０個のセグメントが食い違い様式で配置されることがある。これは、印刷版が圧力胴に周期的な衝撃力を引き起こすことを意味する。

完全な印刷機は、多くの相互連結された可動部品の複雑な構造物である。最も機械的なシステムのように、振動がシステム内に生じ、その中で伝播する。印刷機の共振周波数付近のそうした振動が導入されるとき、振動の振幅は増大させられ、システムの可動部品の損耗だけでなく、印刷されたイメージに欠陥を引き起こすことがある。この作用は以下ではバウンシングと呼ぶが、これは、パターン化された印刷版によって生じる周期的な圧力だけでなく、胴の回転速度などのシステムの全ての周波数の総和に依存する。

版胴のバウンシングは、二つの様式のいずれか一方で、すなわち、版胴がアニロックス胴すなわち版胴に対してインクを供給する胴との接触を失うという事実によって、あるいは、版胴は印刷されるウェブとの接触を失うという事実によって、印刷イメージに欠陥を引き起こし得る。

印刷プロセスは、圧胴への印刷版のトポグラフィー突起の周期的衝撃に依存するので、システムの加速あるいは減速の間の特定の時点で、バウンシングが生じる大きな可能性が存在する。これは、印刷版のトポグラフィー突起からの衝撃力の周波数がライン速度によって増大する、という事実に起因する。したがって、衝撃力の周波数がマンドレル応答周波数に等しいとき、バウンシングが生じる。

印刷版は版胴に対して使い捨て接着テープを用いて取り付けられるが、これは、三つの機能(すなわち、印刷版を確実に取り付けること、印刷版の内在的厚み変動を保証すること、そして圧胴への衝撃を減衰すること)を有する。

注文印刷された素材の典型的な量は、２５,０００ないし３０,０００ｍである。６００ｍ／minの運転速度は１時間毎の印刷版の交換を必要とする。したがって、大量の接着テープが、周期的衝撃を減衰させるために使用されることになり、しかも、衝撃の減衰を改善する努力は、高いコストを伴うテープ厚みの増大に、そして印刷版の交換時の甚大な作業量につながる。

したがって、本発明の目的は上記問題を解決するか軽減することである。

本発明のさらなる目的は、バウンシングを低減するか、あるいはそれどころか、それを排除することによって、フレキソ印刷機の印刷品質を向上させるための版胴を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、版胴が提供される。この版胴は回転シャフトを備え、この回転シャフトは、少なくとも一つの印刷版を当該シャフトに対して取り付けるための手段を有しており、この回転シャフトは、第１の素材からなる内側円筒体と、第２の素材からなる中間スリーブと、第３の素材からなる外側スリーブとを有し、第２の素材のヤング率は、第１および第３の素材のヤング率よりも実質的に低い。

第１の素材は第３の素材と同一であってもよく、これは、版胴を、少ない数の原料を伴う複雑ではないプロセスによって製造できるので、有利である。

第１および第３のヤング率は５００００Ｎ／ｍｍ^２よりも高くてもよく、かつ、第２の素材のヤング率は１００００Ｎ／ｍｍ^２よりも低くてもよい。したがって、版胴は十分な外側剛性を有し、その一方で、依然として、バウンシングの低減、あるいは、それどころか、その排除を可能とする。

中間スリーブは回転シャフトの全長にわたって延在していてもよく、これは、版胴の長さに沿って全ての印刷版に関して低減されたバウンシングの効果が実現されるので、有利である。

中間スリーブと回転シャフトの外面との間の距離は、中間スリーブと回転シャフトの回転軸線との間の距離よりも短くてもよい。したがって、中間スリーブの厚みは、低減されたバウンシングを依然として実現しながら、より薄くすることができる。

印刷版はフレキソ印刷版であってもよい。

本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に基づく、少なくとも一つの版胴を備える印刷機が提供される。

本発明の上記ならびに付加的な目的、特徴および利点は、図面を参照した、本発明の好ましい実施形態に関する以下の例証的でかつ非限定的な詳細な説明から明らかとなる。

印刷機における版胴配置を示す概略図である。 印刷速度の関数としてバウンシングを示すグラフである。 一実施形態に基づく版胴の断面図である。 印刷版の配列物の平面図である。 図４ａの印刷版の配列物を含む版胴の斜視図である。

図１を参照すると、フレキソ印刷機のインク供給ステーションが大まかに示されている。ペーパー素材のウェブ２、たとえばカートンウェブが、インプレッションローラー６と向き合って回転する版胴４によって形成されるプレスニップを経て供給される。インクは、アニロックス胴８を介してインク供給ユニット１２から版胴４に対して供給されるが、アニロックス胴８は版胴４と向き合って回転する。(印刷されるべきイメージに対応するトポグラフィーパターンを有する)印刷版１０が、インクが専ら印刷版１０の突起部分に付着するように版胴４の外面上に配置される。印刷版１０がウェブ２と接触するとき、インクは、イメージが形成されるように、ウェブ２に対して移着される。

フレキソ印刷機は、通常、複数のインク供給ステーションを有し、各インク供給部は所与の色の責を負う。たとえば、フレキソ印刷機は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのための四つのインク供給ステーションを有していてもよい。既に存在している色を混ぜることでは正確に生み出せない特殊な色のインクを提供するために、さらなるステーションを設けることも可能である。

印刷機が稼働しているとき、振動が引き起こされ、印刷機を経て伝播する。ローラーの回転速度ならびに印刷版のトポグラフィーパターンは全て、版胴の回転速度の関数として図２に大まかに示す全体的周波数分布の一因である。

運転開始時に速度が増大するとき、印刷機内には振動が引き起こされる。特定の印刷速度において共振が生じ、振動の振幅がバウンシングを生み出すように増大させられる。速度がさらに増大するとき、共振は起きなくなり、そしてバウンシングは消滅する。だが、共振中にプレスニップを経て供給されるウェブは、低い印刷品質を呈し、液状フードパッケージ用のパッケージングラミネートなどの最終製品を形成するためには使用できない。

バウンシングの影響を低減するかあるいはそれを排除するよう構成された版胴１００が図３に示されている。版胴１００は、図１に示す版胴４と置き換え可能である。

版胴１００は、回転軸線Ｒを有する回転シャフト１１０を備えるが、それを中心として、運転中、回転シャフトが回転する。回転シャフト１１０は、第１の素材からなる内側円筒体１１２と、この内側円筒体１１２を包囲しかつ取り囲む中間スリーブ１１４を有する。中間スリーブ１１４は第２の素材からなる。第３の素材からなる外側スリーブ１１６が、外側スリーブ１１６が中間スリーブ１１４を取り囲みかつ包囲するように中間スリーブ１１４の外側に配置される。

さらなるスリーブ１２０が回転シャフト１１０の上に配置され、かつ、印刷版１３０は接着テープ１４０によってスリーブ１２０に対して取り付けられる。スリーブ１２０は、回転シャフト１１０の外面に対して緊密に嵌め込まれる。スリーブ１２０の簡単な取り付けおよび取り外しを実現するために、外側スリーブ１１６の外面は、加圧空気を供給するための複数の孔を備える。したがって、スリーブ１２０が少ない摩擦を伴って回転シャフト１１０上でスライドできるように、スリーブ１２０が取り付けられるか取り外されるときに、加圧空気が供給される。代替実施形態では、スリーブ１２０および／または印刷版１３０は適当な接着剤を備えてもよい。

内側円筒体１１２の素材は、外側スリーブ１１６の素材と同一であってもよい。ある実施形態では、内側スリーブ１１２および外側スリーブ１１６の素材は、約２１００００Ｎ／ｍｍ^２のヤング率を有するスチールであってもよい。別な実施形態では、内側スリーブ１１２および外側スリーブ１１６の素材は、約１５００００Ｎ／ｍｍ^２のヤング率を有するカーボンファイバーであってもよい。

第２の素材、すなわち中間スリーブ１１４の素材は、１０００Ｎ／ｍｍ^２のヤング率を有する弾性素材であってもよい。そうした素材は、たとえば、ラバーあるいはそれ自体公知のポリマー材素材であってもよい。好ましい実施形態では、中間スリーブ１１４の素材は複合構造物であり、これは、３５ないし１００ｋｇ／ｍ^３の公称密度と、室温で、０.４ないし１００ＭＰａの圧縮強度、４０ないし１５０ＭＰａの圧縮弾性率、１ないし３.５ＭＰａの引っ張り強度、５０ないし１３０ＭＰａの引っ張り弾性率、０.４ないし１.６ＭＰａの剪断強度、１０ないし３５の剪断弾性率、そして１０ないし４０％の剪断ひずみを有する。

中間スリーブ１１４は、好ましくは、中間スリーブ１１４と回転シャフトの外面との間の距離が、実質的に、中間スリーブ１１４と回転シャフト１１０の中心との間の距離よりも小さなものであるよう、回転シャフト１１０の外面に近接して配置される。外面１１６は剛体面を提供し、その上に、さらなるスリーブ１２０および印刷版１３０を取り付けることができる。中間スリーブ１１４は、それが回転シャフト１１０の外面に近接して配置されるので、より薄くすることができる。これは、弾性寄与率が外側スリーブ１１６の剛性によって低減されるという事実に起因する。

印刷版１３０および接着テープ１４０は使い捨て消耗品であり、これは一度だけ使用される。回転シャフト１１０は印刷機の永久部品であってもよい。

印刷版の配置は図４ａおよび図４ｂに示されており、ここでは、１０個の印刷版１３０が食い違いパターンで配置されている。二つの隣接する印刷版１３０の長さは、版胴の直径に対応し、隣接する印刷版の幅は版胴１００の長さに対応する。食い違い配置はバウンシングへの寄与に影響を与える。

版胴１００がフレキソ印刷機内に配置される場合、弾性素材の中間スリーブ１１４は、圧胴に対する印刷版の周期的パターンの衝突の振幅を低減する。したがって、バウンシングが回避されるように、共振を著しく低減することができる。

ここまで、いくつかの実施形態を参照して、主として、本発明について説明してきた。だが、当業者にとっては自明であるように、上述したもの以外の実施形態も、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で同様に可能である。

２ ウェブ
４ 版胴
６ インプレッションローラー
８ アニロックス胴
１０ 印刷版
１２ インク供給ユニット
１００ 版胴
１１０ 回転シャフト
１１２ 内側円筒体
１１４ 中間スリーブ
１１６ 外側スリーブ
１２０ スリーブ
１３０ 印刷版
１４０ 接着テープ

Claims (6)

1. 版胴(４,１００)であって、回転シャフト(１１０)を備え、この回転シャフト(１１０)は、少なくとも一つの印刷版(１３０)を前記シャフト(１１０)に対して取り付けるための手段を有しており、前記回転シャフト(１１０)は、第１の素材からなる内側円筒体(１１２)と、第２の素材からなる中間スリーブ(１１４)と、第３の素材からなる外側スリーブ(１１６)と、を有し、
   前記第１および第３の素材のヤング率は５００００Ｎ／ｍｍ ^２ よりも高く、かつ、前記第２の素材のヤング率は１００００Ｎ／ｍｍ ^２ よりも低いことを特徴とする版胴。
2. 前記第１の素材は前記第３の素材と同一であることを特徴とする請求項１に記載の版胴。
3. 前記中間スリーブ(１１４)は前記回転シャフト(１１０)の全長にわたって延在していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の版胴。
4. 前記中間スリーブ(１１４)と前記回転シャフト(１１０)の外面との間の距離は、前記中間スリーブ(１１４)と前記回転シャフト(１１０)の回転軸線(Ｒ)との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の版胴。
5. 前記印刷版(１３０)はフレキソ印刷版であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の版胴。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の少なくとも一つの版胴を備える印刷機。