(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体を両端支持して回転し、円筒形の砥石を回転し砥石の円環状端面を円筒体に線接触して研磨圧力を一定に保って円筒体の一端から他端まで移動して均一に円筒研磨する方法であって、砥石の回転軸の延長線と円筒体の回転軸線の両方を平面方向より見たときの交差角が９０度であって、円筒体の母線に対する砥石の端面の研磨時接触線が、砥石の端面の中心孔の中心を通る直径線乃至中心孔を外れない限度の直径線に平行する弦線の範囲内にあり、砥石と円筒体の回転方向が異なる側の研磨時接触線の適宜の中途において、砥石と円筒体の回転速度を一致させて相対回転速度により研磨を行い、しかも、上記の砥石と円筒体の回転方向が異なる側を、砥石の円筒体の面長方向に対する移動方向後方側にして研磨し、前記研磨により円筒体の端まで研磨したら、砥石又は円筒体のいずれか一方を逆回転して砥石を逆方向移動することにより、引き続き、砥石と円筒体の回転方向が異なる側を、砥石の円筒体の面長方向に対する移動方向後方側にして研磨することを特徴とする円筒体の砥石研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒体、特に被製版ロールを所定の番手の研磨砥石で研磨するにもかかわらず、より大きい番手の研磨砥石で研磨したときの表面粗さに相当する表面粗さが得られ、しかも、ピッチ目が生じないように研磨することができる、円筒体の砥石研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円筒体を鏡面研磨の一歩手前の上仕上げ面となるように研磨するには、砥石を＃１８０⇒＃３２０⇒＃５００⇒＃８００⇒＃１０００⇒＃１２００⇒＃１５００⇒＃２０００⇒＃２５００⇒＃３０００⇒＃３５００⇒＃４０００というように番手を細かく順次に変えてそれぞれ二往復位円筒研磨する必要があった。
【０００３】
他方、グラビアシリンダーの銅メッキ表面の超精密加工機械として市販されているポリッシュマスター（商品名、ドイツ／デトワイラー社製）は、被製版ロールを両端チャックして非常に小さい速度で回転させ（１〜１０ｒ．ｐ．ｍ）、ダイヤモンド工具を非常に速い速度で回転させ（３８００ｒ．ｐ．ｍ）、ダイヤモンド工具の仕上げ切削を非常に小さい速度で移動させ（５０〜１２５ｍｍ／ｍｉｎ）、もって円筒切削加工するものである。これによると、表面粗さは約０．３μｍであり十分な精度であるが、うねり（ピッチ目）が約１．５μｍと極めて大きい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、円筒体を鏡面研磨の一歩手前の上仕上げ面となるように研磨するには、
例えば、＃３２０⇒＃８００⇒＃１５００⇒＃２５００⇒＃４０００というような順番で番手を大きく飛ばすことはできないので、研磨に時間がかかっていた。その理由は、例えば、＃８００で二往復円筒研磨しても＃３２０の研磨痕を消すことができず四〜五往復円筒研磨する必要があり、又＃１５００で二往復円筒研磨しても＃８００の研磨痕を消すことができずこの場合も四〜五往復円筒研磨する必要があるからである。
【０００５】
従来は、被製版ロールに対して＃１８０〜＃３２０の砥石により落版研磨し、次いで＃５００〜＃６００の砥石により補正研磨し、次いで＃８００位の砥石によりメッキ前の適切な表面粗さに円筒研磨していたのに対して、＃３２０の粗仕上げ砥石のみで落版研磨⇒補正研磨⇒メッキ前の適切な表面粗さを得る円筒研磨が行えるように、番手を大きく飛ばせるようにしたい。
【０００６】
そのためには、所定の番手の砥石、例えば、＃３２０の砥石により研磨するものでありながら、＃５００の砥石により研磨したときに得られる表面粗さ相当の研磨が行える必要がある。
【０００７】
もしも、＃３２０の砥石により研磨して、そのときの表面粗さが＃５００の砥石により研磨したときの表面粗さ相当であるとすれば、上記のように、＃３２０の粗仕上げ砥石のみで落版研磨⇒補正研磨⇒メッキ前の適切な表面粗さを得る円筒研磨が行えて、砥石交換の必要がなく、研磨工程の時間短縮、作業の単純化、工場の自動化に大きく寄与する。
【０００８】
従来の円筒研磨方法は、番手を細かく変えて各番手の砥石で丁寧な円筒研磨を行えば、表面粗さを極めて小さくすることができるが、うねりを小さくすることが難しかった。研磨面にうねりが大きいと、彫刻法又はレーザ破壊法によりセルが形成される被製版ロールである場合には、ハイライトからハーフトーンの画像からなるカレンダー印刷では、印刷物にピッチ目（印刷ロールの円周方向に縞となる模様）がはっきりと現れる。その理由は、同じ大きさのセルであってもうねりの山部分でセルが大きく深くなり、うねりの谷部分でセルが小さく浅くなるからである。
【０００９】
ポリッシュマスターによる円筒加工したものはうねりが大きいので、ハイライトからハーフトーンの画像からなるカレンダー印刷では、印刷物にピッチ目が顕著に現れてとても商品にはならない。又、ポリッシュマスターにより円筒加工したものにバフ研磨を行ってもピッチ目を消すことができない。
【００１０】
従って、版を形成する前の被製版ロールは端から端までうねりが極めて小さく高い均一径の円筒精度が要求される。
【００１１】
本発明は、上述した点に鑑み案出したもので、円筒体、特に被製版ロールを所定の番手の研磨砥石で研磨するにもかかわらず、より大きい番手の研磨砥石で研磨したときの表面粗さに相当する表面粗さが得られ、しかも、ピッチ目が生じないように研磨することができる、円筒体の砥石研磨方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒体を両端支持して回転し、円筒形の砥石を回転し砥石の円環状端面を円筒体に線接触して研磨圧力を一定に保って円筒体の一端から他端まで移動して均一に円筒研磨する方法であって、砥石の回転軸の延長線と円筒体の回転軸線の両方を平面方向より見たときの交差角が９０度であって、円筒体の母線に対する砥石の端面の研磨時接触線が、砥石の端面の中心孔の中心を通る直径線乃至中心孔を外れない限度の直径線に平行する弦線の範囲内にあり、砥石と円筒体の回転方向が異なる側の研磨時接触線の適宜の中途において、砥石と円筒体の回転速度を一致させて相対回転速度により研磨を行い、しかも、上記の砥石と円筒体の回転方向が異なる側を、砥石の円筒体の面長方向に対する移動方向後方側にして研磨し、前記研磨により円筒体の端まで研磨したら、砥石又は円筒体のいずれか一方を逆回転して砥石を逆方向移動することにより、引き続き、砥石と円筒体の回転方向が異なる側を、砥石の円筒体の面長方向に対する移動方向後方側にして研磨することを特徴とする円筒体の砥石研磨方法を提供するものである。
【００１３】
本発明において、通常研磨時よりも砥石及び円筒体の回転数を小さくしかつ砥石の円筒体の面長方向への移動速度を小さくする構成とするのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
円筒体を両端支持して回転し、円筒形の砥石を回転し砥石の円環状端面を円筒体に線接触して研磨圧力を一定に保って円筒体の一端から他端まで移動して均一に円筒研磨する方法であって、本発明の、円筒体の研磨方法は、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、円筒体Ｗをチャック１、２で両端支持して回転し、端面に中心孔を有する円筒形の砥石３を回転し砥石３の円環状端面を円筒体Ｗに線接触して研磨圧力Ｐを一定に保って円筒体Ｗの一端から他端まで矢印Ａのように円筒体Ｗの面長方向に移動して均一に円筒研磨する方法である。円筒体Ｗが軸付きタイプであるときは、チャック手段が交換される。
【００１５】
本発明の、円筒体の研磨方法は、図１（ａ）に示すように、砥石３の回転軸の延長線ａと円筒体Ｗの回転軸線ｂの両方を平面方向より見たときの交差角が９０度であるように研磨するものであって、図１（ｂ）に示すように、円筒体Ｗの母線に対する砥石３の端面の研磨時接触線が、砥石３の端面の中心孔３ａの中心を通る直径線４，５、乃至は、図１（ｃ）に示すように、砥石３の端面の中心孔３ａを外れない限度の直径線に平行する弦線４，５の範囲内にあるようにして研磨する。
【００１６】
そうして、本発明の、円筒体の研磨方法は、図２（ａ）、図３（ａ）、又は図４（ａ）に示すように、砥石３と円筒体Ｗの回転方向が異なる側の研磨時接触線４の中途において、砥石３と円筒体Ｗの回転速度を一致させて相対回転速度により研磨を行い、しかも、砥石３と円筒体Ｗの回転方向が異なる側を、砥石３の円筒体Ｗの面長方向に対する移動方向後方側にして一端から他端まで研磨したら、砥石３又は円筒体Ｗのいずれか一方を逆回転して砥石３を逆方向に前記他端から前記一端まで移動することにより、砥石３と円筒体Ｗの回転方向が異なる側を、常に、砥石３の円筒体Ｗの面長方向に対する移動方向後方側にして変換して研磨する。
【００１７】
図２（ａ）は、円筒体Ｗの回転中心線と砥石３の回転中心線を交差し、かつ、円筒体Ｗの周速Ｖ１と砥石３の研磨時接触線４の中間位置の速度Ｕ１とが等しくなるように、円筒体Ｗと砥石３の回転数を設定した。
【００１８】
図３（ａ）は、円筒体Ｗの中心孔の直径寸法の１／４だけ円筒体Ｗの回転中心線を砥石３の回転中心線に対して下側にずらし、かつ、円筒体Ｗの周速Ｖ１と砥石３の研磨時接触線４の中間位置よりも１／４の線分だけ中心寄りの位置の速度Ｕ２とが等しくなるように、円筒体Ｗと砥石３の回転数を設定した。
【００１９】
図４（ａ）は、円筒体Ｗの中心孔の直径寸法の４／５だけ円筒体Ｗの回転中心線を砥石３の回転中心線に対して下側にずらし、かつ、円筒体Ｗの周速Ｖ１と砥石３の研磨時接触線４の中間位置の速度Ｕ３とが等しくなるように、円筒体Ｗと砥石３の回転数を設定した。
【００２０】
そうして、図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）に、砥石３の研磨時接触線４、５の数カ所における速度の大きさ及び方向を矢印で示した。
【００２１】
このように、図２（ａ）と図３（ａ）と図４（ａ）とで、砥石３の高さを変え、かつ、円筒体Ｗの周速Ｖ１に等しい砥石３の研磨時接触線４上の位置を変えたのは、研磨時接触線４、５における相対速度を特定して研磨が種々の条件でどのように行われるかを広く考察するためである。
【００２２】
円筒体Ｗの直径が変わる場合、円筒体Ｗ又は砥石３の回転数を変えて円筒体Ｗの周速Ｖ１と砥石３の研磨時接触線４の所定位置の速度とを等しくする。
【００２３】
しかして、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、円筒体Ｗの周速に対する、砥石３の研磨時接触線４の数カ所における相対的な速度の大きさ及び方向が矢印の大きさと方向で特定できた。又、図２（ｃ）、図３（ｃ）、図４（ｃ）に示すように、円筒体Ｗの周速に対する、砥石３の研磨時接触線５の数カ所における相対的な速度の大きさ及び方向を矢印の大きさと方向で特定できた。
【００２４】
図２（ｂ）から分かることは、砥石３の回転中心線を円筒体Ｗの回転中心線に交差させるように砥石３の高さを調整して、かつ、砥石３の研磨接触線４の中間位置で砥石３と円筒体Ｗの回転速度を一致させると、研磨接触線４の中間位置より外側では少しずつ方向と大きさが異なる小さな合成速度ベクトルが生じて小さな研磨を行うことができ、又、研磨接触線４の中間位置より中心側では大きさが小さく方向が大きく反対側へ変化する合成速度ベクトルが生じて多方向研磨を行うことができる。従って、研磨面はバフ研磨において生じるような微細な多方向の研磨痕が生じる。
【００２５】
以上のことから分かるように、砥石３の研磨時接触線４では微小な多方向研磨を行うことになり、このため、所定の番手の研磨砥石で研磨するにもかかわらず、より大きい番手の研磨砥石で研磨したときの表面粗さに相当する小さな表面粗さが得られ、しかも、ピッチ目が生じないように研磨することができる。
【００２６】
又、図２（ｃ）から分かることは、円筒体Ｗの速度ベクトルに砥石３の速度ベクトルが加わる結果、少しずつ方向と大きさが異なる大きな各合成速度ベクトルが生じて大きな研磨を行うことになり、研磨縞が円筒体Ｗの周方向に生じてしまう。
【００２７】
従って、研磨接触線５において各合成速度ベクトルを小さく抑制して微小な研磨を行うために、砥石３と円筒体Ｗの回転速度及び移動速度を小さくする必要があるとともに、図２（ｃ）に示す大きな相対回転速度による大きな研磨を砥石３の移動方向前側で行い、図２（ｂ）に示す小さな相対回転速度による微少な多方向研磨を砥石３の移動方向後側で行い、砥石３を運行する必要がある。
【００２８】
円筒研磨の通常の条件は、砥石３を７００〜８００ｒ．ｐ．ｍで回転しかつ１２００ｍｍ／ｍｉｎで移動するとともに、円筒体Ｗを１００〜１５０ｒ．ｐ．ｍで回転する。
【００２９】
これに対し、本発明の研磨は、通常研磨時よりも砥石３の回転数が半分位に落として研磨する。円筒体Ｗの回転数は、研磨接触線４の適宜の中途が砥石３と同速になるように設定する。従って、研磨の度合いが相対回転速度によって決まるので、相対回転速度を一定にするため、砥石３の回転数を一定にすれば、円筒体Ｗの回転数は円筒体Ｗの直径に反比例する。
【００３０】
叙上の研磨を行うと、所定の番手の研磨砥石で研磨するにもかかわらず、より大きい番手の研磨砥石で研磨したときの表面粗さに相当する小さな表面粗さが得られ、しかも、ピッチ目が生じないように研磨することができる。
【００３１】
図３（ｂ），（ｃ）並びに図４（ｂ），（ｃ）から分かることは、円筒体Ｗの回転中心線に対し砥石３の回転中心線をずらすと、多方向研磨が一層大きくなる傾向が分かることである。研磨テストによれば、図３の研磨条件のとき多方向研磨が最も良好に行われた。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の円筒体の研磨方法によれば、
円筒体を所定の番手の研磨砥石で研磨するにもかかわらず、より大きい番手の研磨砥石で研磨したときの表面粗さに相当する小さな表面粗さが得られ、しかも、ピッチ目が生じないように研磨することができる。
【００３３】
研磨テストによれば、＃３２０の砥石で研磨すると、＃５００の砥石により通常条件で研磨したときに略相当する表面粗さが得られた。又、＃８００の砥石で研磨すると、＃１２００の砥石により通常条件で研磨したときに略相当する表面粗さが得られた。又、＃１２００の砥石で研磨すると、＃１８００の砥石により通常条件で研磨したときに略相当する表面粗さが得られた。又、＃２０００の砥石で研磨すると、＃２５００の砥石により通常条件で研磨したときに略相当する表面粗さが得られた。
【００３４】
従って、本発明の円筒体の研磨方法によれば、＃３２０の砥石で表面粗さ微小化研磨した後は＃８００の砥石で表面粗さ微小化研磨しても良く、又、＃８００の砥石で表面粗さ微小化研磨した後は＃１５００の砥石で表面粗さ微小化研磨しても良く、さらに、又、＃１５００の砥石で表面粗さ微小化研磨した後は＃２５００の砥石で表面粗さ微小化研磨しても良い。
【００３５】
従って、本発明の円筒体の研磨方法によれば、
製版工程に適用する場合、＃３２０の粗仕上げ砥石のみで落版研磨⇒補正研磨⇒メッキ前の適切な表面粗さを得る円筒研磨が行えて、砥石交換の必要がなく、研磨工程の時間短縮、作業の単純化、工場の自動化に大きく寄与する。
【００３６】
又、本発明の円筒体の研磨方法によれば、砥石と円筒体の回転方向が異なる側と、砥石と円筒体の回転方向が一致する側とが同時に研磨を行い、研磨接触線が長く砥石の両側に存在するので、ピッチ目が生じないように研磨することができる。このため、ハイライトからハーフトーンを主画像とするカレンダー印刷を行うため、彫刻法又はレーザ破壊法によりセルを形成する場合のうねりがない被製版ロールを研磨製作するのに好適である。
【００３７】
従って、本発明の円筒体の研磨方法は、
使用済みの印刷ロールに対し、１）クロムメッキ除去⇒２）一端から他端まで一定ピッチ毎に直径計測⇒３）粗仕上げ砥石による、直径の偏差を小さくする補正研磨−落版研磨−ピッチ目が生じない表面粗さ微少化研磨⇒４）銅メッキ又は亜鉛メッキ⇒５）中仕上げ砥石による、メッキ表皮除去研磨−ピッチ目が生じない表面粗さ微少化研磨⇒６）上仕上げ砥石によるピッチ目が生じない表面粗さ微少化研磨⇒７）ＰＶＡ砥石である精密仕上げ砥石による、円筒研磨−鏡面研磨⇒８）彫刻針による彫刻法、食刻法、又はレーザによる彫刻法によりグラビアセルを形成⇒９）クロムメッキ⇒１０）バリ取りという一連の工程を経てグラビア印刷ロールを製作する場合における、各段階のピッチ目が生じない表面粗さ微少化研磨に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の円筒体の研磨方法に係り、基本研磨姿勢を説明するための概念図あって、（ａ）は砥石の回転中心線と被製版ロールの回転中心線を平面方向に視た平面図であり、（ｂ）は砥石の回転中心線を被製版ロールの中心線に直交させた状態を示す正面図であり、（ｃ）は砥石の回転中心線を被製版ロールの中心線に対して下側にずらした状態を示す正面図である。
【図２】  本発明の円筒体の研磨方法に係り、（ａ）は砥石の回転中心線を被製版ロールの中心線に直交させた状態の研磨姿勢における砥石の研磨時接触線上の速度ベクトルを説明するための平面図であり、（ｂ）は砥石と円筒体の回転方向が同じ側の砥石の研磨時接触線上の相対回転速度ベクトルを示す図であり、（ｃ）は砥石と円筒体の回転方向が異なる側の砥石の研磨時接触線上の相対回転速度ベクトルを示す図である。
【図３】  本発明の円筒体の研磨方法に係り、（ａ）は砥石の回転中心線を被製版ロールの中心線よりも砥石の中心孔の直径の１／４だけ下側にずらした状態における砥石の研磨時接触線上の速度ベクトルを説明するための平面図であり、（ｂ）は砥石と円筒体の回転方向が同じ側の砥石の研磨時接触線上の相対回転速度ベクトルを示す図であり、（ｃ）は砥石と円筒体の回転方向が異なる側の砥石の研磨時接触線上の相対回転速度ベクトルを示す図である。
【図４】  本発明の円筒体の研磨方法に係り、（ａ）は砥石の回転中心線を被製版ロールの中心線よりも砥石の中心孔の直径の４／５だけ下側にずらした状態における砥石の研磨時接触線上の速度ベクトルを説明するための平面図であり、（ｂ）は砥石と円筒体の回転方向が同じ側の砥石の研磨時接触線上の相対回転速度ベクトルを示す図であり、（ｃ）は砥石と円筒体の回転方向が異なる側の砥石の研磨時接触線上の相対回転速度ベクトルを示す図である。
【符号の説明】
Ｗ  ・・・円筒体
３  ・・・砥石
【図１】
0004074407.tif 000002
【図２】
0004074407.tif 000003
【図３】
0004074407.tif 000004
【図４】
0004074407.tif 000005