フル生産のフレキソ印刷フロアを歩いたことがある人なら、数十台の印刷機が足並みをそろえて稼働する音を感じたことがあるでしょう。各印刷機は、マークのずれや色むらもほとんど見られずに、パッケージ、ラベル、または織物を毎分数百フィートの速度で吐き出します。しかし、そのスムーズで高速な出力の背後には、その一貫性を可能にする重要な指標、つまり印刷速度の安定性があります。印刷機の所有者、生産管理者、およびフレキソ装置を購入するすべての人にとって、これは単なる技術的な詳細ではありません。顧客の仕様を満たし、期限を守るバッチと、数百ポンドの基材と数千ドルのインクを無駄にし、クライアントとの契約を危険にさらすバッチとの違いです。フレキソ印刷機のサプライヤーとして、私は何年もかけて、速度の安定性が実際に何を意味するのか、速度の安定性が印刷機のモデルによってどのように異なるのか、そしてなぜ適切な印刷機の選択がトップエンドの速度だけでなく、長時間の印刷でも信頼性の高い速度が重要であるのかを説明してきました。
まず、「印刷速度の安定性」とは実際何なのかを定義しましょう。これは、明確な有効な定義がないまま頻繁に飛び交う用語だからです。フレキソでは、速度は直線フィート/分 (fpm) またはメートル/分 (m/min) で測定されますが、安定性とは、時間の経過、負荷の変化、および基材の厚さの変動、インクの粘度の変化、さらにはわずかなプレス調整などの小さな中断を通じて、実際の走行速度が設定された目標速度にどの程度一致しているかを指します。安定したプレスでは、走行中に 400 fpm から 450 fpm に急上昇したり、明らかな理由もなく 320 fpm に低下したりすることはありません。これらの速度変動は、フレキソ印刷において元に戻すのが難しい連鎖反応を引き起こします。見当（パッケージングの成否を左右するカラー層の位置合わせ）を狂わせ、フィルムやポリプロピレン織物などの基材を不均一に伸ばしたり圧縮したり、インクの塗布範囲に一貫性がなく、完成品が QC で不合格になる原因となります。
すべての印刷機が同じように構築されているわけではないため、さまざまなフレキソ印刷機の設計が安定性にどのような影響を与えるかを理解するには、最も一般的な構成を分析することが役立ちます。最も古く、現在でも広く使用されている設計はギア駆動のフレキソ印刷機で、精密な連動ギアを使用して印刷シリンダー、アニロックス ローラー、基材ウェブの動きを同期させます。長年にわたり、ギア駆動プレスは安定性のゴールドスタンダードでした。ギアは、コンポーネント間の遅延がゼロでほぼ即座に一貫した動きを提供するためです。しかし、これらには落とし穴があります。時間の経過とともにギアが磨耗すると、バックラッシュが発生します。バックラッシュとは、プレス機が古くなるとギアの歯間の小さな隙間が大きくなり、速度の微小な変動が長期にわたって蓄積されることを意味します。紙ラベルのような単純な基材での短期間の走行 (10,000 フィート未満) では、その摩耗は目立たないかもしれませんが、PP 織バッグでの長時間の走行 (100,000 フィート以上) では、わずかなバックラッシュでも見当ドリフトが発生し、出力の 5 ～ 10% が台無しになる可能性があります。そのため、大量の PP 織物生産に移行する当社のクライアントの多くは、この Pp 織物バッグ フレキソ印刷機のような特殊なモデルをよく検討します。この印刷機は、厚く伸縮しやすい基材に合わせて調整された駆動システムで構築され、長期的な速度変動を最小限に抑えるように設計されています。
フレキソ技術が進化するにつれて、特に中量から大量の高品質印刷ジョブの安定性を大きく変えるセントラルインプレッション (CI) 印刷機が登場しました。直線フレームに沿って複数の印刷ステーションを備えたインライン フレキソ印刷機とは異なり、CI 印刷機は基材ウェブ全体を単一の大きな圧胴ドラムの周囲に巻き付け、すべての印刷ステーションがそのドラムの周囲に取り付けられます。この設計では、すべてのコンポーネントが 1 つの中央の巨大なドラムに対して相対的に移動するため、長いフレームに沿って個別のプリント ステーションを同期する際に生じる機械的な変動が排除されます。その結果、ドラムの慣性がフライホイールとして機能し、小さな速度のスパイクやディップを減衰させるため、すべてのステーションではるかに一貫した速度が得られます。 CI プレスでは、多くの場合、従来のギア ドライブの代わりに閉ループ サーボ ドライブが使用されます。これにより、設定値の 0.1% 以内に速度を調整するためにリアルタイムで速度が調整されます。これは、ギア駆動のプレスでは長時間の運転では絶対に不可能です。最も安定した CI ベースのオプションについてお客様から問い合わせがあった場合、私たちは CI タイプ フレキソ印刷機とセントラル インプレッション フレキソ印刷機に関するリソースを紹介します。どちらも食品包装など、印刷期間に関係なく、すべてのラベルが同一である必要がある業界向けに設計されています。
最近、フレキソの速度安定性における最大の進歩は、ギアレス フレキソ印刷機と呼ばれることが多いギアレス サーボ駆動印刷機によってもたらされました。プレス機が 800 fpm 以上で研削ギアからの騒音がゼロで稼働しているのを見たことがあれば、それはギアレス設計である可能性があります。すべてのコンポーネントを同期するために金属ギアを使用する代わりに、ギアレス印刷機は各印刷ステーションに個別のサーボ モーターを使用し、位置と速度をミリ秒単位で同期する中央コンピューターによって制御されます。ここで重要なのは、時間の経過とともに磨耗する物理的なギアのバックラッシュがないため、最初の数年間だけでなく、10 年または 15 年の稼働後でも安定性が一貫したままであるということです。サーボ システムは、速度変動の最大の原因の 1 つである基板張力の変化にも即座に応答します。たとえば、薄いプラスチックのウェブがガイド ローラーでわずかにきつく引っ張られた場合、サーボ モーターは速度を調整して、それを補うために減速したり加速したりするのではなく、設定された目標に沿ってウェブを動かし続けます。当社のギアレス プレスの速度安定性許容差は ±0.05% で、これは従来のギア駆動モデルでは前例のないことであり、これは廃棄物の削減、ダウンタイムの短縮、高品質の完成品に直接つながります。
ここで、工場でのテスト速度の安定性を現実のパフォーマンスから切り離すことが重要です。多くの印刷機メーカーは仕様で「最高速度 1,000 fpm」を宣伝しますが、これはほとんどの場合、理想的な条件下、つまり完全に薄く均一な基材を使用し、新しいインクを使用し、実行中に停止または開始しない場合のピーク速度です。実際に重要なのは、動作速度、つまり生産時間の 90% で印刷機を動作させる速度の安定性です。たとえば、ピーク速度が 1,000 fpm の印刷機は、700 fpm で 0.5% の速度安定性しか維持できない可能性がありますが、ギアレス CI 印刷機は、通常の動作速度である 750 fpm で同じ安定性を維持します。多くの新規購入者がつまずくのはここです。彼らは実際の生産速度での安定性の指標ではなく、スペック上のピーク速度に重点を置いています。サプライヤーとして、私たちは常にクライアントに平均ランレングス、素材の種類、必要な印刷品質を共有するよう求めています。これにより、スペックシート上の最高の数値だけでなく、どの設計が長期安定性を最も高めることができるかがわかるからです。
また、設計に関係なく、印刷機のオペレーターが制御できる印刷機全体の速度の安定性に影響を与える共通の要因もあります。 1 つ目は張力制御です。不均一なウェブ張力がフレキソの速度変動の唯一の最大の原因です。ウェブがきつすぎると伸びる可能性があり、それを補うためにプレスの速度が上がります。緩すぎると滑ってプレスが遅くなる可能性があります。最新の印刷機、特に CI モデルやギアレス印刷機には、リアルタイムで調整される自動張力システムが搭載されていますが、オペレーターのトレーニングは依然として重要です。もう 1 つの要因はメンテナンスです。サーボ モーターが定期的に校正されていない場合、またはウェブ ガイドが磨耗している場合、最高のギアレス プレスでも安定性が失われます。ギア駆動プレスの場合、安定性を維持するために、6 か月ごとにギアのバックラッシュをチェックすることは譲れません。当社はすべてのお客様に、印刷機の安定性は最後のメンテナンス チェックによって決まることを伝えており、長期的な安定性がお客様のビジネスの原動力であることを知っているため、販売するすべての機械に継続的なサポートと校正サービスを含めています。
ニッチな用途では、プレス設計を調整して安定性を高めることもできます。たとえば、ドラムフレキソ印刷機の設計は、パーソナルケア製品や小型消費財のラベルなど、小さなフォーマットのジョブによく使用されます。小型のインプレッション ドラムは大型の CI ドラムよりも慣性が小さいため、速度の変化により速く反応できますが、一定の速度で長いラベル ランを実行している場合は、CI レベルの安定性に合わせてサーボ設定を調整できます。棚に並ぶブランドのパッケージなど、高解像度の印刷が必要なジョブでは、安定性がさらに重要です。0.2% の速度変動により、テキストの細い線がぼやけたり、カラー バンドが 4 分の 1 ミリメートルずれたりする可能性があり、製品がプロフェッショナルではないように見えてしまいます。当社のデータによると、ピーク速度よりも速度の安定性を優先するクライアントでは、1 年間で無駄が 12 ～ 15% 削減され、手戻りが 8 ～ 10% 削減されています。この数字は、大量生産環境ではすぐに加算されます。
私がよく耳にする通説について考えてみましょう。「ギア駆動のプレス機は安価なので、安定性の点で優れています。」 20 年前にはそれが真実だったかもしれませんが、今日のギアレス印刷機と CI 印刷機は安定性が向上し、長期メンテナンスの負担が軽減され、全体的な価値が高くなります。はい、ギアレス フレキソ印刷機の初期費用は、基本的なギア駆動モデルよりも高くなりますが、廃棄物の削減、ダウンタイム イベントの減少、長期メンテナンスの削減による節約により、印刷量にもよりますが、通常は 2 ～ 3 年でその差額が回収されます。厚紙ラベルで小ロットを印刷する中小企業の場合は、メンテナンスの行き届いたギア駆動印刷機で十分かもしれませんが、毎週数千フィートの素材を印刷する中規模から大企業の場合、CI またはギアレス印刷機の一貫した安定性は非常に簡単です。
考慮すべきもう 1 つの点は、最新のフレキソ印刷機で標準になりつつあるインダストリー 4.0 テクノロジーと安定性をどのように統合するかです。スマートプレスはセンサーを使用して速度、張力、登録をリアルタイムで監視し、小さな変動が問題になる前にオペレーターに警告できます。たとえば、印刷機は、QC 問題を引き起こすしきい値を下回る 0.3% の速度低下を検出し、サーボ モーターを調整してオペレータの介入なしで自動的に修正する場合があります。このレベルの接続は、デジタル ドライブ システムを備えた印刷機でのみ機能します。ギア駆動の印刷機は、デジタル制御ではなく物理的なギアに基づいて同期されるため、これらのスマート ツールと統合できません。これが、印刷機をアップグレードする当社のクライアントの多くが、デジタルのサーボ駆動システムを搭載したモデルを選択するもう 1 つの理由です。安定性はもはや単なるパフォーマンス指標ではなく、将来の運用を保証する方法だからです。
結局のところ、フレキソ印刷速度の安定性の問題は、単なる技術仕様の問題ではなく、ビジネスに対する信頼性の問題です。農産物供給会社向けの PP 織バッグ、高級食品包装、小規模小売ラベルのいずれを運営している場合でも、印刷機が稼働中に一定の速度を維持できず、収益の損失や顧客関係の悪化につながることは最も避けたいことです。サプライヤーとしての私たちの仕事は、フレキソ印刷機を販売することだけではありません。速度、安定性、コスト、アプリケーション要件のバランスをとりながら、クライアントが特定のニーズに合った印刷機を選択できるよう支援することです。現在のフレキソ印刷機のアップグレードまたは交換を検討している場合は、時間をかけて、稼働速度での安定性の指標、さまざまな設計のメンテナンス要件、印刷機が張力の変動にどのように対処するかについて尋ねることで、将来的に多くの悩みを軽減できるでしょう。
当社のフレキソ印刷機が生産に必要な速度の安定性をどのように実現できるかについて詳しく知りたい場合は、適切なソリューションを見つけるお手伝いをいたします。ギアレス フレキソ印刷機の効率、CI タイプ フレキソ印刷機の高品質の一貫性、またはお客様独自の素材ニーズに合わせた特殊な Pp 織袋フレキソ印刷機に興味がある場合でも、当社のチームが仕様、実際のパフォーマンス データをご案内し、すべての質問にお答えします。
参考文献
- フレキソ印刷技術協会。 （2022年）。最新のフレキソ印刷機の速度安定性の指標。 FTAテクニカルレポートシリーズ。
- アメリカの印刷産業。 （2023年）。CI とギア駆動の Flexo: 長期的なパフォーマンスと安定性の比較。 PIA プロダクション ベスト プラクティス ガイド。
- コダックのフレキシブル。 （2021年）。サーボドライブテクノロジーとそのFlexo速度の一貫性への影響。技術的なホワイトペーパー。
- 国際標準化機構。 （2020年）。ISO 15758:2020 - グラフィックテクノロジー - フレキソ印刷 - 印刷機の性能要件。 ISO規格。
- スミス、J. (2022)。 「フレキソにおける廃棄物の削減: 大量生産における速度安定性の役割」フレキソマガジン、Vol. 48、No.3、22-27ページ。
