JP3317269B2 - グラビア印刷ロール及びその製造方法 - Google Patents
グラビア印刷ロール及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、形状精度が良好で軽量
なアルミニウム製のグラビア印刷ロール及びその製造方
法に関する。
なアルミニウム製のグラビア印刷ロール及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】グラビア印刷ロールは、外周面に印刷模
様に対応する凹凸を形成する印刷ドラムの両端開口部に
フランジを取り付け、フランジに開けた孔部に軸受を設
けた構造を備えている。最近では、鉄製に替え軽量性に
優れたアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、アル
ミニウムで総称する）製のロールが使用されている。ア
ルミニウム製のグラビア印刷ロールは、通常、図１に示
すような工程で製造されている。たとえば６０００系−
Ｔ５材の押出パイプで印刷面の下地となるロール１０を
用意し、４０００系−Ｔ６材のＤＣ鋳造品を切り出して
フランジ２０を用意する（ａ）。ロール１０にフランジ
２０をインロー接続するため、ロール１０の端部内周面
を切削加工してインロー部１１を形成すると共に、回転
軸装着用の孔部２１をフランジ２０に穿設する（ｂ）。
切削加工で段差を付けたインロー部１１にフランジ２０
を嵌め込み、圧入，焼き嵌め，接着，溶接等でフランジ
２０をロール１０の端部に接合する（ｃ）。次いで、ロ
ール１０の外周面１２及びフランジ２０の外側面２２を
面削し（ｄ）、ジンケート処理等で表面を活性化した
後、外周面１２及び外側面２２に厚み６０〜１５０μｍ
程度のＣｕめっき層３１を形成し（ｅ）、表面研磨する
こと（ｆ）により、ロール製造工程を終了する。
様に対応する凹凸を形成する印刷ドラムの両端開口部に
フランジを取り付け、フランジに開けた孔部に軸受を設
けた構造を備えている。最近では、鉄製に替え軽量性に
優れたアルミニウム又はアルミニウム合金（以下、アル
ミニウムで総称する）製のロールが使用されている。ア
ルミニウム製のグラビア印刷ロールは、通常、図１に示
すような工程で製造されている。たとえば６０００系−
Ｔ５材の押出パイプで印刷面の下地となるロール１０を
用意し、４０００系−Ｔ６材のＤＣ鋳造品を切り出して
フランジ２０を用意する（ａ）。ロール１０にフランジ
２０をインロー接続するため、ロール１０の端部内周面
を切削加工してインロー部１１を形成すると共に、回転
軸装着用の孔部２１をフランジ２０に穿設する（ｂ）。
切削加工で段差を付けたインロー部１１にフランジ２０
を嵌め込み、圧入，焼き嵌め，接着，溶接等でフランジ
２０をロール１０の端部に接合する（ｃ）。次いで、ロ
ール１０の外周面１２及びフランジ２０の外側面２２を
面削し（ｄ）、ジンケート処理等で表面を活性化した
後、外周面１２及び外側面２２に厚み６０〜１５０μｍ
程度のＣｕめっき層３１を形成し（ｅ）、表面研磨する
こと（ｆ）により、ロール製造工程を終了する。
【０００３】製造されたロールを印刷に使用する際、印
刷面として使用される厚膜Ｃｕめっき層３２をＣｕめっ
き層３１の上に設ける（ｇ）。厚膜Ｃｕめっき層３２
は、８０〜１００μｍの厚みで施す。繰返し印刷に使用
される場合には、バラードめっきにより形成され、厚膜
Ｃｕめっき層３２を剥がし易いようにＣｕめっき層３１
を形成したロール１０を硝酸銀溶液に浸漬した後で厚膜
Ｃｕめっき層３２を形成する。半永久的に厚膜Ｃｕめっ
き層３２を印刷面用に使用する場合には、Ｃｕめっき層
３１の上に直接厚膜Ｃｕめっき層３２を設ける。厚膜Ｃ
ｕめっき層３２には、グラビア印刷時のインキピットと
なる凹部３３が形成される（ｈ）。凹部３３は、彫刻，
エッチング等で３０〜６０μｍの深さに形成される。凹
部３３が形成された厚膜Ｃｕめっき層３２に耐久性を増
すためにクロムめっきを施し印刷面として、グラビア印
刷が実施される（ｉ）。印刷面の変更に際しては、厚膜
Ｃｕめっき層３２を剥がし、Ｃｕめっき層３１の上に改
めて厚膜Ｃｕめっき層３２を設け、必要な模様パターン
をもつ凹部３３を形成する（ｊ）。
刷面として使用される厚膜Ｃｕめっき層３２をＣｕめっ
き層３１の上に設ける（ｇ）。厚膜Ｃｕめっき層３２
は、８０〜１００μｍの厚みで施す。繰返し印刷に使用
される場合には、バラードめっきにより形成され、厚膜
Ｃｕめっき層３２を剥がし易いようにＣｕめっき層３１
を形成したロール１０を硝酸銀溶液に浸漬した後で厚膜
Ｃｕめっき層３２を形成する。半永久的に厚膜Ｃｕめっ
き層３２を印刷面用に使用する場合には、Ｃｕめっき層
３１の上に直接厚膜Ｃｕめっき層３２を設ける。厚膜Ｃ
ｕめっき層３２には、グラビア印刷時のインキピットと
なる凹部３３が形成される（ｈ）。凹部３３は、彫刻，
エッチング等で３０〜６０μｍの深さに形成される。凹
部３３が形成された厚膜Ｃｕめっき層３２に耐久性を増
すためにクロムめっきを施し印刷面として、グラビア印
刷が実施される（ｉ）。印刷面の変更に際しては、厚膜
Ｃｕめっき層３２を剥がし、Ｃｕめっき層３１の上に改
めて厚膜Ｃｕめっき層３２を設け、必要な模様パターン
をもつ凹部３３を形成する（ｊ）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】印刷作業に際し、グラ
ビア印刷ロールが頻繁に取り替えられる。ロール交換の
作業性は軽量なアルミニウム製ロールを使用することに
よって改善されるが、軽量化は単に材質の選択に止まら
ず、ロール１０の薄肉化も必要となってきている。ロー
ル１０の薄肉化に伴って、従来採用されてきた圧入，焼
き嵌め，接着，溶接等の接合方法についても改良が望ま
れている。たとえば、圧入や焼き嵌めによる場合、ロー
ル１０の端部開口が開いてしまうことが避けられず、接
合強度を考慮すると肉厚を１０ｍｍ以下に下げることは
困難である。ロール１０にフランジ２０を接着する方式
では、接着剤が印刷インキの溶剤に溶け出し、接合強度
を低下させる虞れがある。
ビア印刷ロールが頻繁に取り替えられる。ロール交換の
作業性は軽量なアルミニウム製ロールを使用することに
よって改善されるが、軽量化は単に材質の選択に止まら
ず、ロール１０の薄肉化も必要となってきている。ロー
ル１０の薄肉化に伴って、従来採用されてきた圧入，焼
き嵌め，接着，溶接等の接合方法についても改良が望ま
れている。たとえば、圧入や焼き嵌めによる場合、ロー
ル１０の端部開口が開いてしまうことが避けられず、接
合強度を考慮すると肉厚を１０ｍｍ以下に下げることは
困難である。ロール１０にフランジ２０を接着する方式
では、接着剤が印刷インキの溶剤に溶け出し、接合強度
を低下させる虞れがある。
【０００５】ロール１０にフランジ２０を溶融接合する
ことも知られているが（特開平１−１４５１９６号公
報）、溶接時の入熱で溶接部に歪みが発生し易い。ロー
ル１０を薄肉化するとフランジ２０との熱容量差が大き
くなるので、ロール１０に生じる歪みも大きくなる。ま
た、熱処理合金材を使用すると、熱影響部の軟化域が広
くなり、強度も低下する。ところで、グラビア印刷ロー
ルにあっては、端部近傍も含んで外周面１２に歪みがあ
ると、スクレーパＫ（図９）等で彫刻部以外のインキを
十分に除去できず印刷不良を生じる。歪みは、グラビア
印刷ロールの円滑な回転を阻害する要因にもなる。そこ
で、通常の溶接の場合、ロール１０の肉厚を大きくして
フランジ２０と溶接し、溶接後にロール１０の表面を深
く切削して製造している。しかし、この溶接品において
は、入熱量が高いため温度が高く、膨張により良好な寸
法精度が得られず、すぐに表面切削はできない。また、
その後の深い表面切削を必要とするため、ロール１０を
薄肉化する上で生産性の低下を招く。ロール１０の外周
面１２には、溶接部が形成されているフランジ２０の外
側面を含めてＣｕめっき層３１が形成され、Ｃｕめっき
層３１の上に印刷面となる厚膜Ｃｕめっき層３２を設け
ている。ところが、溶接部にはブローホール，ピンホー
ル等の欠陥があり、溶接部の上に形成されたＣｕめっき
層３１は、ブローホール，ピンホール等を反映した凹凸
のある表面になり易い。凹凸表面をもつＣｕめっき層３
１上に厚膜Ｃｕめっき層３２が形成されると、厚膜Ｃｕ
めっき層３２がＣｕめっき層３１に凹凸によって機械的
に噛み合い、印刷面変更時に厚膜Ｃｕめっき層３２が剥
離し難くなる。
ことも知られているが（特開平１−１４５１９６号公
報）、溶接時の入熱で溶接部に歪みが発生し易い。ロー
ル１０を薄肉化するとフランジ２０との熱容量差が大き
くなるので、ロール１０に生じる歪みも大きくなる。ま
た、熱処理合金材を使用すると、熱影響部の軟化域が広
くなり、強度も低下する。ところで、グラビア印刷ロー
ルにあっては、端部近傍も含んで外周面１２に歪みがあ
ると、スクレーパＫ（図９）等で彫刻部以外のインキを
十分に除去できず印刷不良を生じる。歪みは、グラビア
印刷ロールの円滑な回転を阻害する要因にもなる。そこ
で、通常の溶接の場合、ロール１０の肉厚を大きくして
フランジ２０と溶接し、溶接後にロール１０の表面を深
く切削して製造している。しかし、この溶接品において
は、入熱量が高いため温度が高く、膨張により良好な寸
法精度が得られず、すぐに表面切削はできない。また、
その後の深い表面切削を必要とするため、ロール１０を
薄肉化する上で生産性の低下を招く。ロール１０の外周
面１２には、溶接部が形成されているフランジ２０の外
側面を含めてＣｕめっき層３１が形成され、Ｃｕめっき
層３１の上に印刷面となる厚膜Ｃｕめっき層３２を設け
ている。ところが、溶接部にはブローホール，ピンホー
ル等の欠陥があり、溶接部の上に形成されたＣｕめっき
層３１は、ブローホール，ピンホール等を反映した凹凸
のある表面になり易い。凹凸表面をもつＣｕめっき層３
１上に厚膜Ｃｕめっき層３２が形成されると、厚膜Ｃｕ
めっき層３２がＣｕめっき層３１に凹凸によって機械的
に噛み合い、印刷面変更時に厚膜Ｃｕめっき層３２が剥
離し難くなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、フランジの内側
でロール内周面にフランジを溶接し、ロールとフランジ
との間の熱バランスを改善することにより、印刷面更新
時に厚膜Ｃｕめっき層を容易に剥離でき、ロールを薄肉
化しても溶接歪みの発生を抑制し、軽量でロール交換作
業が容易なグラビア印刷ロールを提供することを目的と
する。本発明のグラビア印刷ロールは、その目的を達成
するため、両側内面にインロー部が形成されたアルミニ
ウム製ロールと、インロー部に嵌め込まれたフランジと
を備え、フランジの内側面とアルミニウム製ロールの内
面との間に溶接部があるとともに、フランジの溶接部近
傍に溝又は凹部を形成したことを特徴とする。溶接部の
近傍に溝又は凹部を形成することにより、フランジの実
効熱容量を軽減してロールとフランジとの間の熱バラン
スを改善することもできる。また、実効熱容量を軽減で
きるため、すぐに表面切削できる。溝として、フランジ
の外周面と同心円状に単数又は複数の連続溝又は断続溝
がフランジの内側面に形成される。或いは、フランジの
外周面から中心に向かった単数又は複数の円周溝が溶接
部近傍のフランジの外周面に形成される。円周溝も、連
続状態又は断続状態で形成される。また、溶接部近傍か
ら段差を付けた凹部をフランジの内側面に形成しても良
い。
題を解消すべく案出されたものであり、フランジの内側
でロール内周面にフランジを溶接し、ロールとフランジ
との間の熱バランスを改善することにより、印刷面更新
時に厚膜Ｃｕめっき層を容易に剥離でき、ロールを薄肉
化しても溶接歪みの発生を抑制し、軽量でロール交換作
業が容易なグラビア印刷ロールを提供することを目的と
する。本発明のグラビア印刷ロールは、その目的を達成
するため、両側内面にインロー部が形成されたアルミニ
ウム製ロールと、インロー部に嵌め込まれたフランジと
を備え、フランジの内側面とアルミニウム製ロールの内
面との間に溶接部があるとともに、フランジの溶接部近
傍に溝又は凹部を形成したことを特徴とする。溶接部の
近傍に溝又は凹部を形成することにより、フランジの実
効熱容量を軽減してロールとフランジとの間の熱バラン
スを改善することもできる。また、実効熱容量を軽減で
きるため、すぐに表面切削できる。溝として、フランジ
の外周面と同心円状に単数又は複数の連続溝又は断続溝
がフランジの内側面に形成される。或いは、フランジの
外周面から中心に向かった単数又は複数の円周溝が溶接
部近傍のフランジの外周面に形成される。円周溝も、連
続状態又は断続状態で形成される。また、溶接部近傍か
ら段差を付けた凹部をフランジの内側面に形成しても良
い。
【０００７】このグラビア印刷ロールは、アルミニウム
製ロールの両側内面に段差のあるインロー部を形成し、
溶接部の近傍に位置する内側面又は外周面に溝又は凹部
を形成したフランジをアルミニウム製ロールのインロー
部に嵌め込み、アルミニウム製ロールの両側端面とフラ
ンジの内側面との間を溶接することにより製造される。
ロールとフランジは、溶接速度２〜７ｍ／分で高速溶接
することも可能である。高速溶接による場合、ロールと
フランジとの間の熱的アンバランスによる影響が小さく
なる。したがって、溝又は凹部の形成に加えて高速溶接
を併用するとき、熱バランスはさらに改善され、溶接歪
みが一層軽減する。
製ロールの両側内面に段差のあるインロー部を形成し、
溶接部の近傍に位置する内側面又は外周面に溝又は凹部
を形成したフランジをアルミニウム製ロールのインロー
部に嵌め込み、アルミニウム製ロールの両側端面とフラ
ンジの内側面との間を溶接することにより製造される。
ロールとフランジは、溶接速度２〜７ｍ／分で高速溶接
することも可能である。高速溶接による場合、ロールと
フランジとの間の熱的アンバランスによる影響が小さく
なる。したがって、溝又は凹部の形成に加えて高速溶接
を併用するとき、熱バランスはさらに改善され、溶接歪
みが一層軽減する。
【０００８】
【実施の形態】グラビア印刷ロールの印刷面を替える
際、Ｃｕめっき層３１に対する厚膜Ｃｕめっき層３２の
機械的な噛合いが強いと、前述したように厚膜Ｃｕめっ
き層３２の剥離が困難になる。特にロール１０にフラン
ジ２０を溶接したグラビア印刷ロールにあっては、溶接
欠陥に起因するＣｕめっき層３１の凹凸が噛合い力を上
昇させる要因となる。Ｃｕめっき層３１の表面凹凸の原
因となるブローホール，ピンホール等の溶接欠陥は、溶
接条件の改良によってある程度軽減されるが、皆無には
ならない。また、外観観察では溶接欠陥が検出されない
ものの、ロール１０の外周面１２及びフランジ２０の外
側面２２を面削したときに露出する溶接欠陥もある。
際、Ｃｕめっき層３１に対する厚膜Ｃｕめっき層３２の
機械的な噛合いが強いと、前述したように厚膜Ｃｕめっ
き層３２の剥離が困難になる。特にロール１０にフラン
ジ２０を溶接したグラビア印刷ロールにあっては、溶接
欠陥に起因するＣｕめっき層３１の凹凸が噛合い力を上
昇させる要因となる。Ｃｕめっき層３１の表面凹凸の原
因となるブローホール，ピンホール等の溶接欠陥は、溶
接条件の改良によってある程度軽減されるが、皆無には
ならない。また、外観観察では溶接欠陥が検出されない
ものの、ロール１０の外周面１２及びフランジ２０の外
側面２２を面削したときに露出する溶接欠陥もある。
【０００９】そこで、本発明においては、溶接欠陥の発
生が避けられないとの前提で、Ｃｕめっき層３１の表面
状態に影響を与えないように、フランジ２０の内側でロ
ール１０の内周面１３にフランジ２０を溶接する。これ
により、面削後の外側面２２が凹凸のない平滑面にな
り、厚膜Ｃｕめっき層３２の剥離に好適な表面粗さの小
さいＣｕめっき層３１を形成できる。フランジ２０の内
側でロール１０の内周面１３にフランジ２０を溶接する
ためには、図２（ａ）に示すように先端が曲がった溶接
トーチ４０を使用し、或いは図２（ｂ）に示すようにフ
ランジ２０から長尺のトーチ４２を入れてフランジ２
０’とロール１０の内周面を溶接する。ロール１０の両
側内面に形成したインロー部１１にフランジ２０を嵌め
込み、フランジ２０に形成されている回転軸装着用孔部
２１から溶接トーチ４０を挿し込む。
生が避けられないとの前提で、Ｃｕめっき層３１の表面
状態に影響を与えないように、フランジ２０の内側でロ
ール１０の内周面１３にフランジ２０を溶接する。これ
により、面削後の外側面２２が凹凸のない平滑面にな
り、厚膜Ｃｕめっき層３２の剥離に好適な表面粗さの小
さいＣｕめっき層３１を形成できる。フランジ２０の内
側でロール１０の内周面１３にフランジ２０を溶接する
ためには、図２（ａ）に示すように先端が曲がった溶接
トーチ４０を使用し、或いは図２（ｂ）に示すようにフ
ランジ２０から長尺のトーチ４２を入れてフランジ２
０’とロール１０の内周面を溶接する。ロール１０の両
側内面に形成したインロー部１１にフランジ２０を嵌め
込み、フランジ２０に形成されている回転軸装着用孔部
２１から溶接トーチ４０を挿し込む。
【００１０】ロール１０の内周面１３とフランジ２０の
内側面２３との間の角部４１に溶接トーチ４０の先端を
指向させ、溶接しながら溶接トーチ４０又はロール１０
を回転させる。溶接ワイヤは、溶接トーチ４０の湾曲形
状に沿って、或いは反対側から送り込まれる。これによ
り、ロール１０の内周面１３全長にわたって角部４１に
溶接部Ｗが形成される。このように内側面２３でフラン
ジ２０をロール１０に溶接するとき、外側面２２は当初
の平滑表面に維持される。したがって、外側面２２の上
に形成されるＣｕめっき層３１も平滑な表面になり、剥
離容易な厚膜Ｃｕめっき層３２の形成が可能になる。
内側面２３との間の角部４１に溶接トーチ４０の先端を
指向させ、溶接しながら溶接トーチ４０又はロール１０
を回転させる。溶接ワイヤは、溶接トーチ４０の湾曲形
状に沿って、或いは反対側から送り込まれる。これによ
り、ロール１０の内周面１３全長にわたって角部４１に
溶接部Ｗが形成される。このように内側面２３でフラン
ジ２０をロール１０に溶接するとき、外側面２２は当初
の平滑表面に維持される。したがって、外側面２２の上
に形成されるＣｕめっき層３１も平滑な表面になり、剥
離容易な厚膜Ｃｕめっき層３２の形成が可能になる。
【００１１】ロール１０とフランジ２０とを溶接すると
き、熱バランスが悪いと溶接部のロール１０の外周面１
２に歪みが発生する。ロール１０は、通常、厚み２０〜
３０ｍｍのフランジ２０に比較して薄肉であるため、溶
接時の入熱がフランジ２０よりロール１０の方が大きく
なる。そのため、薄肉のロール１０が長時間高温に曝さ
れることになる。その結果、ロール１０の熱膨張が大き
くなり、溶接後に歪みとして残る。軽量化のためにロー
ル１０を薄肉化するほど、熱バランスの崩れが大きくな
り、溶接歪みの発生が顕著になる。ロール１０とフラン
ジ２０との間の熱バランスは、溶接時の熱変形に影響を
及ぼすフランジ２０の実効的な熱容量を低下させる溝又
は凹部を形成することにより改善される。また、溶接部
に多量の熱量を与えない高速溶接を採用ことでより改善
される。これらにより、ロール１０に発生しがちな溶接
歪みが抑制される。
き、熱バランスが悪いと溶接部のロール１０の外周面１
２に歪みが発生する。ロール１０は、通常、厚み２０〜
３０ｍｍのフランジ２０に比較して薄肉であるため、溶
接時の入熱がフランジ２０よりロール１０の方が大きく
なる。そのため、薄肉のロール１０が長時間高温に曝さ
れることになる。その結果、ロール１０の熱膨張が大き
くなり、溶接後に歪みとして残る。軽量化のためにロー
ル１０を薄肉化するほど、熱バランスの崩れが大きくな
り、溶接歪みの発生が顕著になる。ロール１０とフラン
ジ２０との間の熱バランスは、溶接時の熱変形に影響を
及ぼすフランジ２０の実効的な熱容量を低下させる溝又
は凹部を形成することにより改善される。また、溶接部
に多量の熱量を与えない高速溶接を採用ことでより改善
される。これらにより、ロール１０に発生しがちな溶接
歪みが抑制される。
【００１２】フランジ２０に付ける溝としては、溶接部
Ｗに近い内側面２３にリング状の連続溝２４（図３）が
ある。連続溝２４の形成により、溶接部Ｗに入力された
熱量がフランジ２０の本体側に逃げる熱流路が狭めら
れ、フランジ２０の実効的な熱容量が小さくなる。その
結果、ロール１０とフランジ２０との熱バランスが良く
なり、ロール１０の加熱による熱変形、ひいては溶接歪
みが抑制される。連続溝２４のサイズは、溶接されるロ
ール１０及びフランジ２０の材質や大きさ及び加工条件
との関係で変わり、一義的に定まるものではないが、た
とえば溝幅３〜３０ｍｍ，溝深さ２〜１０ｍｍでフラン
ジ２０の外周面２９より内側５〜１５ｍｍの位置に形成
するとき、実効熱容量が効果的に低減する。
Ｗに近い内側面２３にリング状の連続溝２４（図３）が
ある。連続溝２４の形成により、溶接部Ｗに入力された
熱量がフランジ２０の本体側に逃げる熱流路が狭めら
れ、フランジ２０の実効的な熱容量が小さくなる。その
結果、ロール１０とフランジ２０との熱バランスが良く
なり、ロール１０の加熱による熱変形、ひいては溶接歪
みが抑制される。連続溝２４のサイズは、溶接されるロ
ール１０及びフランジ２０の材質や大きさ及び加工条件
との関係で変わり、一義的に定まるものではないが、た
とえば溝幅３〜３０ｍｍ，溝深さ２〜１０ｍｍでフラン
ジ２０の外周面２９より内側５〜１５ｍｍの位置に形成
するとき、実効熱容量が効果的に低減する。
【００１３】連続溝２４に替え、溶接部Ｗ近傍のみを肉
厚にして中央部分に凹部２５（図４）を形成しても良
い。溝，凹部として、断続溝２６（図５ａ）又は断続凹
部２７（図５ｂ）をフランジ２０の内側面２３に形成
し、また複数の連続溝又は断続溝２６（図５ｃ）を同心
円状に形成しても良い。フランジ２０の外周面２９に円
周溝２８（図６ａ）を形成しても、ロール１０とフラン
ジ２０との熱バランスが改善される。円周溝２８も、同
様に連続溝又は断続溝とし、中心軸方向に沿ってフラン
ジ２０の外周面２９に複数刻設（図６ｂ）できる。ま
た、円周溝２８を外周面２９に形成すると共に、連続溝
２４，凹部２５，断続溝２６又は断続凹部２７を内側面
２３に形成したフランジ２０（図６ｃ）も使用可能であ
る。
厚にして中央部分に凹部２５（図４）を形成しても良
い。溝，凹部として、断続溝２６（図５ａ）又は断続凹
部２７（図５ｂ）をフランジ２０の内側面２３に形成
し、また複数の連続溝又は断続溝２６（図５ｃ）を同心
円状に形成しても良い。フランジ２０の外周面２９に円
周溝２８（図６ａ）を形成しても、ロール１０とフラン
ジ２０との熱バランスが改善される。円周溝２８も、同
様に連続溝又は断続溝とし、中心軸方向に沿ってフラン
ジ２０の外周面２９に複数刻設（図６ｂ）できる。ま
た、円周溝２８を外周面２９に形成すると共に、連続溝
２４，凹部２５，断続溝２６又は断続凹部２７を内側面
２３に形成したフランジ２０（図６ｃ）も使用可能であ
る。
【００１４】内側面２３に付ける溝形状としては、図７
に示すように三角溝（ａ），Ｕ溝（ｂ），角溝（ｃ），
角溝の角部に斜面を付けた溝（ｄ），底面中央部を深く
した溝（ｅ），幅を広くした溝（ｆ），多段に形成した
溝（ｇ）等、多様な形状が採用できる。外側面２２及び
外周面２９に付ける溝も、同様に多様の形状で形成され
る。また、それらを組み合わせた溝も形成できる。更
に、フランジ２０の外周面２９に段差２９ａ（図８）を
つけ、段差２９ａをロール１０の内周面１３に形成した
インロー部１１と噛み合わせることもできる。この場
合、インロー部１１とそれに嵌め込まれるフランジ２０
の外周面２９の加工長さを小さくできるため、加工時間
の低減が可能になる。また、嵌込み長さが短くなるた
め、組付けも短時間でできる。更に、段差２９ａ（図８
ｃ）を長くすることも可能であり、軽量で強度の高いグ
ラビア印刷ロールが製造できる。溝や凹部は、熱バラン
スの改善に有効であることに加え、フランジ２０の質量
も小さくするため、グラビア印刷ロールの軽量化にも有
効である。なかでも、外周面２９近傍を除き、フランジ
２０を実質的に薄くする凹部２５や広幅の溝は軽量化の
効果が大きい。
に示すように三角溝（ａ），Ｕ溝（ｂ），角溝（ｃ），
角溝の角部に斜面を付けた溝（ｄ），底面中央部を深く
した溝（ｅ），幅を広くした溝（ｆ），多段に形成した
溝（ｇ）等、多様な形状が採用できる。外側面２２及び
外周面２９に付ける溝も、同様に多様の形状で形成され
る。また、それらを組み合わせた溝も形成できる。更
に、フランジ２０の外周面２９に段差２９ａ（図８）を
つけ、段差２９ａをロール１０の内周面１３に形成した
インロー部１１と噛み合わせることもできる。この場
合、インロー部１１とそれに嵌め込まれるフランジ２０
の外周面２９の加工長さを小さくできるため、加工時間
の低減が可能になる。また、嵌込み長さが短くなるた
め、組付けも短時間でできる。更に、段差２９ａ（図８
ｃ）を長くすることも可能であり、軽量で強度の高いグ
ラビア印刷ロールが製造できる。溝や凹部は、熱バラン
スの改善に有効であることに加え、フランジ２０の質量
も小さくするため、グラビア印刷ロールの軽量化にも有
効である。なかでも、外周面２９近傍を除き、フランジ
２０を実質的に薄くする凹部２５や広幅の溝は軽量化の
効果が大きい。
【００１５】ロール１０とフランジ２０との熱バランス
は、高速溶接によっても改善される。アルミニウム材の
高速溶接自体は、本発明者等が特開平８−１９７２２５
号公報で紹介した溶接法であるが、溶接速度を２〜７ｍ
／分と高く設定してＴＩＧ又はＭＩＧ溶接するとき、溶
接による変形や歪みが抑制され、外観が良好で幅の狭い
溶接ビードが形成される。エネルギ密度を高めた高速溶
接のため、ロール１０及びフランジ２０が局部的に短時
間加熱され、トータルの入熱量も少なくなるので、ロー
ル１０とフランジ２０との間の熱バランスが改善され
る。その結果、溶接後に生じがちなロール１０の歪みが
抑制される。
は、高速溶接によっても改善される。アルミニウム材の
高速溶接自体は、本発明者等が特開平８−１９７２２５
号公報で紹介した溶接法であるが、溶接速度を２〜７ｍ
／分と高く設定してＴＩＧ又はＭＩＧ溶接するとき、溶
接による変形や歪みが抑制され、外観が良好で幅の狭い
溶接ビードが形成される。エネルギ密度を高めた高速溶
接のため、ロール１０及びフランジ２０が局部的に短時
間加熱され、トータルの入熱量も少なくなるので、ロー
ル１０とフランジ２０との間の熱バランスが改善され
る。その結果、溶接後に生じがちなロール１０の歪みが
抑制される。
【００１６】今回の高速溶接では、エネルギ密度の高い
ＭＩＧ溶接等を用い、溶接電流２００〜４００Ａ，溶接
電圧１９〜３０Ｖでロール１０とフランジ２０とを溶接
する。溶接に際し、必要に応じて不活性ガスで溶接部を
シールドする。このような溶接条件の採用によって溶接
速度を２〜７ｍ／分と高くすることが可能になり、溶接
歪みのない溶接部Ｗが形成される。溶接速度を２ｍ／分
以上にすることにより、入熱が伝熱でフランジ２０内部
に拡散される前に溶接部Ｗが形成されるため、ロール１
０に生じる歪みも小さくなる。しかし、７ｍ／分を超え
る溶接速度では、溶接条件が不安定化し、健全な溶接部
Ｗが得られない。
ＭＩＧ溶接等を用い、溶接電流２００〜４００Ａ，溶接
電圧１９〜３０Ｖでロール１０とフランジ２０とを溶接
する。溶接に際し、必要に応じて不活性ガスで溶接部を
シールドする。このような溶接条件の採用によって溶接
速度を２〜７ｍ／分と高くすることが可能になり、溶接
歪みのない溶接部Ｗが形成される。溶接速度を２ｍ／分
以上にすることにより、入熱が伝熱でフランジ２０内部
に拡散される前に溶接部Ｗが形成されるため、ロール１
０に生じる歪みも小さくなる。しかし、７ｍ／分を超え
る溶接速度では、溶接条件が不安定化し、健全な溶接部
Ｗが得られない。
【００１７】高速溶接を、溝又は凹部形成によりフラン
ジ２０の実効的熱容量を低下させることと組み合わせる
と、溶接歪みの発生が一層抑制され、健全な溶接部Ｗが
形成される。本発明に従ってロール１０にフランジ２０
を溶接するとき、溶接部Ｗがロール１０の内側に位置
し、側面に臨まないため、溶接部Ｗに生じがちなブロー
ホールやピンホール等の影響を受けてＣｕめっき層３１
の表面に凹凸が生じることがない。したがって、Ｃｕめ
っき層３１上に形成される厚膜Ｃｕめっき層３２は、Ｃ
ｕめっき層３１と機械的に噛み合うことなく、印刷面更
新時に容易にＣｕめっき層３１から剥離される。また、
溶接歪みが抑制された溶接部Ｗが形成されるため、溶接
後にロール１０の表面研削が軽減又は省略され、ロール
１０を薄肉化しても十分に要求特性を満足するグラビア
印刷ロールが得られる。
ジ２０の実効的熱容量を低下させることと組み合わせる
と、溶接歪みの発生が一層抑制され、健全な溶接部Ｗが
形成される。本発明に従ってロール１０にフランジ２０
を溶接するとき、溶接部Ｗがロール１０の内側に位置
し、側面に臨まないため、溶接部Ｗに生じがちなブロー
ホールやピンホール等の影響を受けてＣｕめっき層３１
の表面に凹凸が生じることがない。したがって、Ｃｕめ
っき層３１上に形成される厚膜Ｃｕめっき層３２は、Ｃ
ｕめっき層３１と機械的に噛み合うことなく、印刷面更
新時に容易にＣｕめっき層３１から剥離される。また、
溶接歪みが抑制された溶接部Ｗが形成されるため、溶接
後にロール１０の表面研削が軽減又は省略され、ロール
１０を薄肉化しても十分に要求特性を満足するグラビア
印刷ロールが得られる。
【００１８】
【実施例１】ロール１０として、直径１９４ｍｍ，周長
６０９ｍｍ，肉厚７ｍｍのアルミニウム合金押出パイプ
（６０６３−Ｔ５材）を使用した。フランジ２０として
は、アルミニウムＤＣ鋳造品から直径１８０ｍｍ，厚み
２０ｍｍのディスクを切り出し、中央部にテーパを付け
た回転軸装着用孔部２１を開けた。ロール１０の端部内
面を切削加工し、軸方向長さ２０ｍｍ，段差１．５ｍｍ
のインロー部１１を形成した。フランジ２０の内側面２
３に、外周面２９から８ｍｍ離れた位置で、溝幅５ｍ
ｍ，溝深さ５ｍｍの連続溝２４を刻設した。フランジ２
０をロール１０のインロー部１１に嵌め込み、溶接電流
２００Ａ，溶接電圧２３Ｖ，溶接速度０．６ｍ／分で溶
接した。溶接後にロール１０の形状を測定したところ、
真円度０．０５ｍｍ，真直度０．１ｍｍ／ｍで、溶接歪
みに起因する変形はごく僅かであった。そのため、０．
２５ｍｍの表面切削量でロール１０の外周面１２を調整
した後、次のＣｕめっき層３１形成工程（図１ｅ）に送
ることができた。
６０９ｍｍ，肉厚７ｍｍのアルミニウム合金押出パイプ
（６０６３−Ｔ５材）を使用した。フランジ２０として
は、アルミニウムＤＣ鋳造品から直径１８０ｍｍ，厚み
２０ｍｍのディスクを切り出し、中央部にテーパを付け
た回転軸装着用孔部２１を開けた。ロール１０の端部内
面を切削加工し、軸方向長さ２０ｍｍ，段差１．５ｍｍ
のインロー部１１を形成した。フランジ２０の内側面２
３に、外周面２９から８ｍｍ離れた位置で、溝幅５ｍ
ｍ，溝深さ５ｍｍの連続溝２４を刻設した。フランジ２
０をロール１０のインロー部１１に嵌め込み、溶接電流
２００Ａ，溶接電圧２３Ｖ，溶接速度０．６ｍ／分で溶
接した。溶接後にロール１０の形状を測定したところ、
真円度０．０５ｍｍ，真直度０．１ｍｍ／ｍで、溶接歪
みに起因する変形はごく僅かであった。そのため、０．
２５ｍｍの表面切削量でロール１０の外周面１２を調整
した後、次のＣｕめっき層３１形成工程（図１ｅ）に送
ることができた。
【００１９】ロール１０の外周面１２及びフランジ２０
の外側面２２に形成されたＣｕめっき層３１は、凹凸の
ない平滑な表面をもっていた。Ｃｕめっき層３１の上に
膜厚８０〜１００μｍの厚膜Ｃｕめっき層３２を形成
し、厚膜Ｃｕめっき層３２にグラビア印刷用の凹部３３
を形成した後、Ｃｒめっきを施した。得られたグラビア
印刷ロールＲを、図９に示すようにインキパンＰに収容
したインキＩに浸漬し、押圧ローラＢを対向させた。グ
ラビア印刷ロールＲと押圧ロールＢとの間に印刷用シー
トＳを連続送給しながら、グラビア印刷ロールＲを時計
方向に回転させてインキＩを持ち上げ、余分なインキＩ
をスクレーパＫで削ぎ落としながら印刷用シートＳに付
着させた。印刷用シートＳに付けられた印刷模様を観察
したところ、グラビア印刷ロールＲに付けた凹部３３の
模様が正確に転写されており、幅方向に関してもムラの
ない印刷仕上がりであった。また、印刷面の更新に際
し、厚膜Ｃｕめっき層３２は、Ｃｕめっき層３１との機
械的な噛合いがないため容易に剥離できた。
の外側面２２に形成されたＣｕめっき層３１は、凹凸の
ない平滑な表面をもっていた。Ｃｕめっき層３１の上に
膜厚８０〜１００μｍの厚膜Ｃｕめっき層３２を形成
し、厚膜Ｃｕめっき層３２にグラビア印刷用の凹部３３
を形成した後、Ｃｒめっきを施した。得られたグラビア
印刷ロールＲを、図９に示すようにインキパンＰに収容
したインキＩに浸漬し、押圧ローラＢを対向させた。グ
ラビア印刷ロールＲと押圧ロールＢとの間に印刷用シー
トＳを連続送給しながら、グラビア印刷ロールＲを時計
方向に回転させてインキＩを持ち上げ、余分なインキＩ
をスクレーパＫで削ぎ落としながら印刷用シートＳに付
着させた。印刷用シートＳに付けられた印刷模様を観察
したところ、グラビア印刷ロールＲに付けた凹部３３の
模様が正確に転写されており、幅方向に関してもムラの
ない印刷仕上がりであった。また、印刷面の更新に際
し、厚膜Ｃｕめっき層３２は、Ｃｕめっき層３１との機
械的な噛合いがないため容易に剥離できた。
【００２０】比較のため、連続溝２４を設けていない以
外は同じフランジ２０を用い、ロール１０に同様な条件
下で溶接した。溶接後のロール１０とフランジ２０にお
いては、フランジ２０が入熱不足のため溶融しておらず
接合できなかった。
外は同じフランジ２０を用い、ロール１０に同様な条件
下で溶接した。溶接後のロール１０とフランジ２０にお
いては、フランジ２０が入熱不足のため溶融しておらず
接合できなかった。
【００２１】
【実施例２】実施例１と同じロール１０及びフランジ２
０を使用し、ロール１０のインロー部１１にフランジ２
０を挿し込み、溶接電流３１０Ａ，溶接電圧２６Ｖ，溶
接速度３ｍ／分で高速溶接した。溶接後にロール１０の
形状を測定したところ、真円度０．０２ｍｍ，真直度
０．０４ｍｍ／ｍで、溶接歪みに起因する変形はごく僅
かであった。そのため、０．１ｍｍの表面切削量でロー
ル１０の外周面１２を調整した後、次のＣｕめっき層３
１形成工程（図１ｅ）に送ることができた。比較のた
め、溶接速度を通常速度０．６ｍ／分に設定し、フラン
ジ２０をロール１０に溶接した。溶接後のロール１０
は、真円度が０．４ｍｍ，真直度が１ｍｍ／ｍと劣化し
ており、ロール１０の外周面１２を真円状に且つ直線状
に修正するため、２．５ｍｍの表面切削量が必要とされ
た。
０を使用し、ロール１０のインロー部１１にフランジ２
０を挿し込み、溶接電流３１０Ａ，溶接電圧２６Ｖ，溶
接速度３ｍ／分で高速溶接した。溶接後にロール１０の
形状を測定したところ、真円度０．０２ｍｍ，真直度
０．０４ｍｍ／ｍで、溶接歪みに起因する変形はごく僅
かであった。そのため、０．１ｍｍの表面切削量でロー
ル１０の外周面１２を調整した後、次のＣｕめっき層３
１形成工程（図１ｅ）に送ることができた。比較のた
め、溶接速度を通常速度０．６ｍ／分に設定し、フラン
ジ２０をロール１０に溶接した。溶接後のロール１０
は、真円度が０．４ｍｍ，真直度が１ｍｍ／ｍと劣化し
ており、ロール１０の外周面１２を真円状に且つ直線状
に修正するため、２．５ｍｍの表面切削量が必要とされ
た。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のグラビ
ア印刷ロールは、ロール内側に内周面とフランジを接合
させる溶接部をロール内側にとっているので、ロール両
端側に溶接部を設けた場合と異なり、ロールの外周面及
びフランジの外側面に形成されるＣｕめっき層が溶接部
の影響を受けて粗面化することがない。そのため、Ｃｕ
めっき層の上に、印刷面更新時に容易に剥離できる印刷
用厚膜Ｃｕめっき層が形成される。また、ロールとフラ
ンジとの間の熱バランスを改善した状態でロールにフラ
ンジを溶接するとき、溶接時の入熱によって生じがちな
溶接歪みが抑えられ、溶接後にロールの表面切削が軽減
又は省略される。そのため、薄肉のロールを使用でき、
軽量なアルミニウム製であることと相俟って、ロール交
換が頻繁に行われるグラビア印刷ロールの取扱い性が改
善される。
ア印刷ロールは、ロール内側に内周面とフランジを接合
させる溶接部をロール内側にとっているので、ロール両
端側に溶接部を設けた場合と異なり、ロールの外周面及
びフランジの外側面に形成されるＣｕめっき層が溶接部
の影響を受けて粗面化することがない。そのため、Ｃｕ
めっき層の上に、印刷面更新時に容易に剥離できる印刷
用厚膜Ｃｕめっき層が形成される。また、ロールとフラ
ンジとの間の熱バランスを改善した状態でロールにフラ
ンジを溶接するとき、溶接時の入熱によって生じがちな
溶接歪みが抑えられ、溶接後にロールの表面切削が軽減
又は省略される。そのため、薄肉のロールを使用でき、
軽量なアルミニウム製であることと相俟って、ロール交
換が頻繁に行われるグラビア印刷ロールの取扱い性が改
善される。
【図１】 グラビア印刷ロールの製造工程図
【図２】 本発明に従ったロール内側に溶接部をとって
ロール内周面にフランジを溶接している状態を示す一部
断面図
ロール内周面にフランジを溶接している状態を示す一部
断面図
【図３】 溶接部近傍の内側面に連続溝を形成したフラ
ンジをロールに溶接したグラビア印刷ロールの一部断面
図（ａ）及びフランジの斜視図（ｂ）
ンジをロールに溶接したグラビア印刷ロールの一部断面
図（ａ）及びフランジの斜視図（ｂ）
【図４】 本発明に従った凹部のあるフランジをロール
に溶接したグラビア印刷ロール一部断面図（ａ）及びフ
ランジの斜視図（ｂ）
に溶接したグラビア印刷ロール一部断面図（ａ）及びフ
ランジの斜視図（ｂ）
【図５】 断続溝（ａ），断続凹部（ｂ）及び複数の連
続溝又は断続溝を同心円状に形成したフランジ（ｃ）
続溝又は断続溝を同心円状に形成したフランジ（ｃ）
【図６】 外周面に単数の円周溝（ａ），複数の円周溝
（ｂ）を付けたフランジ及び外周面の円周溝と内側面の
凹部とを組み合わせたフランジ（ｃ）
（ｂ）を付けたフランジ及び外周面の円周溝と内側面の
凹部とを組み合わせたフランジ（ｃ）
【図７】 各種溝形状を示す断面図
【図８】 外周面に段差を付けたフランジ（ｂ）をロー
ルのインロー部に嵌め込んで溶接したグラビア印刷ロー
ルの一部断面図（ａ，ｃ）
ルのインロー部に嵌め込んで溶接したグラビア印刷ロー
ルの一部断面図（ａ，ｃ）
【図９】 グラビア印刷装置の要部概略図
１０：ロール １１：インロー部 １２：外周面 ２０：フランジ ２１：回転軸装着用孔部 ２２：
外側面 ２３：内側面 ２４：連続溝 ２５：凹部 ２６：断続溝 ２
７：断続凹部 ２８：円周溝 ２９：外周面 ２
９ａ：外周面に付けた段差 ３１：Ｃｕめっき層 ３２：厚膜Ｃｕめっき層 ３
３：インキピット用凹部
外側面 ２３：内側面 ２４：連続溝 ２５：凹部 ２６：断続溝 ２
７：断続凹部 ２８：円周溝 ２９：外周面 ２
９ａ：外周面に付けた段差 ３１：Ｃｕめっき層 ３２：厚膜Ｃｕめっき層 ３
３：インキピット用凹部
フロントページの続き (72)発明者 秋谷 清 東京都品川区東品川二丁目２番20号 日 本軽金属株式会社内 (72)発明者 佐藤 恵一 東京都品川区東品川二丁目２番20号 日 本軽金属株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−13627（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41F 13/11 B23K 9/173 B23K 9/23 B41N 1/06
Claims (6)
- 【請求項１】 両側内面にインロー部が形成されたアル
ミニウム製ロールと、インロー部に嵌め込まれたフラン
ジとを備え、フランジの内側面とアルミニウム製ロール
の内面との間に溶接部があるとともに、前記フランジの
内側面に当該フランジの外周面と同心円状に単数又は複
数の連続溝又は断続溝が形成されているグラビア印刷ロ
ール。 - 【請求項２】 両側内面にインロー部が形成されたアル
ミニウム製ロールと、インロー部に嵌め込まれたフラン
ジとを備え、フランジの内側面とアルミニウム製ロール
の内面との間に溶接部があるとともに、前記フランジの
溶接部近傍の外周面に当該フランジのフランジの外周面
から中心に向かった単数又は複数の連続溝又は断続溝が
形成されているグラビア印刷ロール。 - 【請求項３】 フランジの外周面に段差を付け、段差を
ロールのインロー部に噛み合わせている請求項１又は２
に記載のグラビア印刷ロール。 - 【請求項４】 溶接部近傍から段差を付けた凹部がフラ
ンジの内側面に形成されている請求項１記載のグラビア
印刷ロール。 - 【請求項５】 アルミニウム製ロールの両側内面に段差
のあるインロー部を形成し、溶接部近傍の位置で内側面
及び／又は外周面に溝又は凹部を形成したフランジをア
ルミニウム製ロールのインロー部に嵌め込み、アルミニ
ウム製ロールの両側端面とフランジの内側面との間を溶
接するグラビア印刷ロールの製造方法。 - 【請求項６】 アルミニウム製ロールの両側内面に段差
のあるインロー部を形成し、該インロー部にアルミニウ
ム製フランジを嵌め込み、アルミニウム製ロールの両側
端面とフランジの内側面との間の溶接部を溶接速度２〜
７ｍ／分で溶接することを特徴とするグラビア印刷ロー
ルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025699A JP3317269B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | グラビア印刷ロール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7025699A JP3317269B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | グラビア印刷ロール及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000263746A JP2000263746A (ja) | 2000-09-26 |
| JP3317269B2 true JP3317269B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=13426302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7025699A Expired - Fee Related JP3317269B2 (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | グラビア印刷ロール及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3317269B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| CN101890598A (zh) * | 2010-03-15 | 2010-11-24 | 东莞东运机械制造有限公司 | 凹版管胚自动加热焊接机 |
| CN108176916A (zh) * | 2016-12-08 | 2018-06-19 | 上海运城制版有限公司 | 一种印刷版辊动平衡块焊接装置 |
| CN107520623A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-29 | 上海运城制版有限公司 | 一种凹印版辊粗精车一体化加工装置 |
| CN117698272A (zh) * | 2020-03-09 | 2024-03-15 | 株式会社新克 | 版母材全自动制造***以及版母材的制造方法 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP7025699A patent/JP3317269B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000263746A (ja) | 2000-09-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |