CN109963716B - 印刷装置 - Google Patents
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Abstract
为了使印刷夹紧的压入力的偏差减少而谋求印刷压力的均匀化,本申请的一技术方案中的利用卷对卷方式对基材进行印刷的装置包括:墨供给构件,其用于供给印刷用的墨;胶印滚筒(30),其用于将自该墨供给构件供给并被涂在表面上的墨的局部转印至基材;印版滚筒(40),其用于将被涂在该胶印滚筒(30)的表面上的墨的局部去除;底座(46),胶印滚筒(30)固定于该底座(46);滑动件(44),其支承印版滚筒(40),并能够在该底座(46)上移动;移动阻力降低装置(80),其用于使该滑动件(44)相对于底座(46)的移动阻力降低;以及印版滚筒夹紧装置(42),其用于使印版滚筒(40)对胶印滚筒(30)作用夹紧压力。
Description
技术领域
本发明涉及反转印刷装置、卷对卷印刷装置这样的印刷装置。
背景技术
近年来,开发了一种以印刷方式来制造电子器件的技术。其中,作为以10微米以下这样的高分辨率来印刷电子器件的方法,研究反转印刷法(reverse offset),不断进行印刷机的开发。
为了利用印刷机进行高精度的印刷,需要实现印刷压力的均匀化。以往,存在通过使印刷夹紧(是压紧的意思,在以下的说明书或附图中有时表示为“NIP”)的压入量恒定来实现印刷压力的均匀化的情况(例如参照专利文献1~专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-098769号公报
专利文献2:日本特开2002-036512号公报
专利文献3:日本特开2011-056778号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,即使使印刷夹紧的压入量恒定,由于夹紧对象的平面度(相对于平板而言)、圆柱度(相对于辊而言)的不均匀性,印刷压力有时会产生偏差。另外,即使使印刷夹紧的压入力恒定,也会由对夹紧动作进行辅助的引导件(直线引导件)产生滑动阻力(移动阻力),从而印刷压力有时会产生偏差。
本发明的目的在于,提供一种使印刷夹紧的压入力的偏差减少而谋求印刷压力的均匀化的印刷装置。
用于解决问题的方案
为了解决该课题,本发明的一技术方案提供一种印刷装置,其是利用卷对卷方式对基材进行印刷的装置,其中,该印刷装置包括:墨供给构件,其用于供给印刷用的墨;胶印滚筒,其用于将自该墨供给构件供给并被涂在表面上的墨的局部转印至基材;印版滚筒,其用于将被涂在该胶印滚筒的表面上的墨的局部去除;底座,胶印滚筒固定于该底座;滑动件,其支承印版滚筒,并能够在该底座上移动;移动阻力降低装置,其用于使该滑动件相对于底座的移动阻力降低;以及印版滚筒夹紧装置,其用于使印版滚筒对胶印滚筒作用夹紧压力。
在该印刷装置中,在移动阻力降低装置的作用下,滑动件相对于底座的移动阻力降低,因此,容易抑制并减少印刷夹紧的压入力的偏差。由此,能够谋求印刷压力的均匀化。
也就是说,当如以往那样将压入量设为参数而欲进行位置控制时会使印刷压力产生偏差,这在之前已经叙述了,与此相对,根据使滑动件的移动阻力降低了的结构的印刷装置,外因导致的印刷压力的偏差被吸收而变少,能够使印刷压力均匀化。其结果,提高了印刷的品质。
上述印刷装置中的印版滚筒夹紧装置也可以是将夹紧压力作为参数来控制对滑动件施加的按压力的装置。
在上述印刷装置中,也可以是,移动阻力降低装置是使滑动件自底座浮起的空气吹出装置。
在上述印刷装置中,也可以是,印版滚筒夹紧装置经由力点按压滑动件。
在上述印刷装置中,也可以是,力点配置于与印版滚筒的旋转轴相同的高度。
在上述印刷装置中,也可以是,在滑动件上设有空气吹出口,通过该空气吹出口对底座吹出空气。
在上述印刷装置中,也可以是,滑动件包含气垫部件或空气引导件。
在上述印刷装置中,也可以是,空气吹出口以与滑动件的移动方向垂直的对称轴为中心呈线对称地配置。
也可以是,印刷装置还包括引导构件,该引导构件仅沿使印版滚筒靠近胶印滚筒的方向或使印版滚筒远离胶印滚筒的方向来引导滑动件。
在上述印刷装置中,也可以是,引导构件沿与胶印滚筒的旋转轴垂直的方向引导滑动件。
在上述印刷装置中,也可以是,气垫部件相对于滑动件和装载于该滑动件的装置的重心等距离地配置。
本发明的一技术方案提供一种反转印刷装置,其是上述印刷装置,其中,该反转印刷装置还包括印版清洗构件,该印版清洗构件用于对印版滚筒进行清洗而剥下在印版滚筒上附着的墨,该反转印刷装置对基材无缝地进行反转印刷。
根据该反转装置,利用印版滚筒将被涂在胶印滚筒的表面上的墨中的局部去除,并将剩余的墨转印至基材。胶印滚筒一边旋转一边进行转印,由此能够以卷对卷方式对基材无缝地进行连续印刷。
另外,在该反转印刷装置中,由于一边利用印版清洗构件将附着在印版滚筒上的墨剥下一边进行反转印刷,因此能够维持利用印版滚筒去除墨的局部的功能而连续地进行反转印刷。
在上述反转印刷装置中,也可以是,印版滚筒、胶印滚筒以及使基材压接于该胶印滚筒的压印滚筒呈直线状配置。
在上述反转印刷装置中,也可以是,印版滚筒的旋转轴、胶印滚筒的旋转轴、压印滚筒以及使基材压接于该胶印滚筒的压印滚筒配置在水平面上。
在上述反转印刷装置中,也可以是,胶印滚筒的旋转轴被固定,印版滚筒被设为能够相对于胶印滚筒进行移动。
在上述反转印刷装置中,也可以是,印版清洗构件与印版滚筒设置为一体。
在上述反转印刷装置中,也可以是,胶印滚筒包括PDMS。
在上述反转印刷装置中,也可以是,墨供给构件、印版滚筒以及压印滚筒以胶印滚筒为中心在胶印滚筒的旋转方向上按照墨供给构件、印版滚筒、压印滚筒的顺序配置。
本发明的一技术方案提供一种卷对卷印刷装置,其包括:放出单元,其用于放出基材;多个印刷单元,其用于对该放出单元放出的基材进行重叠印刷;以及卷取单元,其用于将利用该印刷单元印刷后的基材卷取起来,该卷对卷印刷装置以卷对卷方式对基材无缝地进行印刷,其中,该卷对卷印刷装置包括:驱动辊,其用于输送基材;驱动辊致动器,其用于对该驱动辊进行驱动;张力调节致动器,其配置在驱动辊与驱动辊之间,该张力调节致动器能够使基材的迹线长度变化来使基材的张力变化;张力检测装置,其用于检测基材的张力;图像检测装置,其用于对利用第2级之后的印刷单元重叠印刷在基材上的部分的图像进行检测;以及张力控制装置,其根据该张力检测装置的检测结果和图像检测装置的检测结果控制驱动辊致动器和张力调节致动器,从而补偿基材的张力变动,利用张力控制装置来补偿基材的张力变动而创造出抑制了张力变动的稳定状态,利用张力调节致动器来使多个印刷单元中的印刷位置之差即对准误差降低而提高对准精度。
由于张力调节致动器是使物理性的摩擦阻力减轻等在响应性方面优异的结构,因此,通过采用快速响应性(日文:即応性)比通常的张力调节件高的具有高精度的(灵敏度较高)致动器性能的张力调节致动器,能够产生灵敏度特性的差别,从而能够利用以比张力调节件和对该张力调节件进行驱动的致动器这样的从前的组合的精度高的精度来控制基材的张力而抑制张力变动。因而,以往,通常的做法是,利用致动器使驱动辊位移而进行张力控制,以弥补张力变动,与此相对,根据本技术方案的卷对卷印刷装置,通过使用张力调节致动器来进一步精细地进行张力控制,能够高精度地进行张力变动。
另外,在使用存在有多个的印刷单元的第2级之后的印刷单元来进行重叠印刷的本技术方案的卷对卷印刷装置中,在检测出重叠印刷的偏差之后,使没有可动范围限制的驱动辊承担补偿张力变动的作用而创造出抑制了张力变动的稳定状态,此外,利用张力调节致动器构成了提高对准精度的控制机构,因此,能够通过对基材的张力细微地进行控制来提高重叠印刷的对准精度。
也可以是,张力调节致动器配置在连续的两个驱动辊之间。
也可以是,张力控制装置利用张力调节致动器对在该张力调节致动器的后级配置的驱动辊的驱动辊致动器进行前馈控制。
发明的效果
采用本发明,能够使印刷夹紧的压入力的偏差减少而谋求印刷压力的均匀化。
附图说明
图1是表示反转印刷装置的结构例的图。
图2是印刷装置的局部放大图,是表示由清洁薄膜构成的印版清洗构件的结构的图。
图3是表示构成卷对卷印刷装置的各装置和基材(薄膜)的输送路径的概要的图。
图4是表示印刷装置中的滑动件(印版滚筒支承构件)的移动阻力降低装置的结构例的、从前方右侧上方观察时的立体图。
图5是表示印刷装置中的滑动件(印版滚筒支承构件)的移动阻力降低装置的结构例的、从后方右侧上方观察时的立体图。
图6是表示印刷装置中的滑动件(印版滚筒支承构件)的移动阻力降低装置的结构例的、从后方左侧上方观察时的立体图。
图7是表示印刷装置中的滑动件(印版滚筒支承构件)的移动阻力降低装置的结构例的、从前方左侧上方观察时的立体图。
图8是表示印版滚筒和其驱动源的结构例的、从前方观察时的图。
图9是图8所示的装置的侧视图。
图10是图8所示的装置的俯视图。
图11是表示印版滚筒夹紧装置的结构例的图。
图12是气垫部件的立体图。
图13是引导构件和空气引导件的立体图。
图14是引导构件和空气引导件的主视图。
图15是表示印刷装置的试制前的滑动件移动阻力的目标值和试制后的实现值的表。
图16的(A)是表示从前的印刷装置(商用NIP)中的印版滚筒移动装置的移动阻力的图表,图16的(B)是表示本发明的实施例中的印刷装置的滑动件的移动阻力的图表。
图17是表示本发明的实施例中的印刷装置的印刷压力的偏差的图表。
图18是表示构成卷对卷印刷装置的各装置和基材(薄膜)的输送路径的概要的图。
图19是表示卷对卷印刷装置中的张力控制的第1高度化方法中的控制模型的图。
图20是表示卷对卷印刷装置中的张力控制的第2高度化方法中的控制模型的图。
图21是表示卷对卷印刷装置中的张力控制的第3高度化方法中的控制模型的图。
图22是对利用多个印刷单元进行重叠印刷的卷对卷印刷装置中的张力控制与对准控制之间的协调控制进行说明的图。
图23是表示卷对卷印刷装置中的张力控制的第4高度化方法中的控制模型的图。
图24是对于整体最优化(考虑到单元间的干扰的协调控制)表示其概要的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下,参照附图并详细说明应用了本发明的卷对卷印刷装置的适宜的实施方式(参照图1~图14)。
卷对卷印刷装置1是由放出装置2、反转印刷装置3、卷取装置4等构成的装置(参照图3)。在卷对卷印刷装置1中,首先,利用放出装置2将成为卷状的基材B放出,利用由各种滚5等构成的输送装置将基材B输送至反转印刷装置3并进行反转印刷。印刷后,利用输送装置将基材B输送至卷取装置4,将基材B以卷状卷取起来。
基材B由例如挠性薄膜构成,在反转印刷装置3中,对基材B的表面进行印刷。最初,基材B被卷绕而成为卷状,利用放出装置2将基材B从该卷放出并将基材B沿着预定的路径送向印刷工序(参照图1中的箭头),利用反转印刷装置3转印墨图案来进行印刷。在经过印刷工序之后,经过干燥工序、张力检测工序等,由卷取装置4将基材B以卷状卷取起来,其中,对于干燥工序、张力检测工序等,并未特别图示。
反转印刷装置3是对基材B进行印刷的装置。本实施方式的反转印刷装置3包括墨供给构件20、胶印滚筒30、印版滚筒40以及印版清洗构件50(参照图1),还包括压印滚筒60等(参照图2)。
墨供给构件(涂敷装置)20是向胶印滚筒30供给印刷用的墨K的构件(装置)。例如,本实施方式的墨供给构件20配置在胶印滚筒30的正下方(铅垂方向下侧),其由朝向胶印滚筒30涂布墨K的狭缝式涂布机(也称作“槽模涂布机”)构成,但墨供给构件20的配置、构成都只不过是优选的例子。
胶印滚筒30是一边旋转一边向基材B的表面转印墨K的构件。涂在胶印滚筒30的表面上的墨K的局部被印版滚筒40去除。未被去除而残留在胶印滚筒30的表面上的墨K被转印到基材B上(参照图2等)。胶印滚筒30包括柔软且容易变形的材质例如PDMS(聚二甲基硅氧烷)。印版滚筒40是将墨的局部按照图案去除(进行图案去除)的构件。本实施方式的印版滚筒40一边与由轴承41b、41c支承的旋转轴41a一起沿与胶印滚筒30的旋转方向相反的方向旋转,一边使印版滚筒40的表面与胶印滚筒30的表面相接触而去除不要墨的部分(参照图1、图2、图8~图10)。
另外,印版滚筒40借助联轴器48与印版滚筒旋转马达47相连接,印版滚筒40被该印版滚筒旋转马达47驱动而进行旋转(参照图8)。
印版清洗构件50是将附着在印版滚筒40上的墨K剥下而对印版滚筒40进行清洗的构件。印版清洗构件50的具体例并不特别限定(参照图1),但例如图2所示的印版清洗构件50由清洁薄膜51和将该清洁薄膜51按压于印版滚筒40的滚52构成(参照图2)。清洁薄膜51由例如在单面形成有具有粘合性的丙烯酸系粘合剂的聚烯烃薄膜构成。
印版清洗构件50也可以与印版滚筒40设置成一体。在这样的情况下,能够设成印版滚筒40和印版清洗构件50成为一体地进行动作的结构。在本实施方式中,印版滚筒40以能够旋转的方式装载并支承于滑动件(印版滚筒支承构件)44,该滑动件(印版滚筒支承构件)44以能够直线运动的方式设置在底座46上而能够接近和远离胶印滚筒30,并且印版清洗构件50也装载或安装于滑动件44(参照图1)。在该反转印刷装置3中,与滑动件44的位置无关,印版清洗部件50与印版滚筒40的相对位置恒定,因此容易将印版清洗部件50相对于印版滚筒40的接触压力维持为恒定。
另外,在本实施方式中,由于设为使印版滚筒40和印版清洗构件50连同滑动件44一起移动的构造且将胶印滚筒30的旋转轴的位置固定,因此容易确保印刷精度。
印版滚筒夹紧装置42是将印版滚筒40向胶印滚筒30的表面按压的装置。如上所述,印版滚筒40以能够旋转的状态装载在滑动件44上,印版滚筒夹紧装置42使滑动件44向移动方向D的前方(在本说明书中,有时将从印版滚筒40观察时胶印滚筒30所在的一侧称作“前方”,将与其相反的一侧称作“后方”)直线移动,从而将印版滚筒40以适度的力按压于胶印滚筒30的表面(参照图1)。这样发挥功能的印版滚筒夹紧装置42能够进行墨去除控制、超高精度的印刷压力控制。另外,本实施方式的印版滚筒夹紧装置42构成为,以夹紧压力(是指夹紧对象在夹紧动作下实际受到的压力)为参数来控制对滑动件44施加的按压力,以该夹紧压力为媒介进行控制,而并不是使印刷夹紧的压入力恒定,因此印刷压力的偏差较小。由此,能够实现超高精度的印刷压力控制。
另外,印版滚筒夹紧装置42构成为,以相对于底座46的相对位置不变的形态,从该印版滚筒夹紧装置42经由使力朝向前方地作用于滑动件44(在本说明书中称作“力点”,在图中用附图标记42E表示)的点而按压滑动件44。本实施方式的卷对卷印刷装置1中的印版滚筒夹紧装置42的力点42E配置在与印版滚筒40的旋转轴相同的高度。根据这样构成的反转印刷装置3,力点42E、印版滚筒40的旋转轴以及印版滚筒40与胶印滚筒30的接触区域位于同一平面内,能够更均匀地作用夹紧压力。
另外,能够利用印版滚筒夹紧装置42来限制印版滚筒40的可移动范围即滑动件44的可直线运动的范围。通过如此对滑动件44和印版滚筒40的可直线运动的范围进行限制,能够限制滑动件44和印版滚筒40的行程幅度,能够使印版滚筒40以更均匀的压力接触于胶印滚筒30。
压印滚筒60和压印滚筒夹紧装置62是将基材B向胶印滚筒30的表面按压的装置,能够利用与上述印版滚筒夹紧装置42同样的方法来进行转印的稳定化控制、超高精度的印刷压力控制。具体的结构如下所述。滚状的压印滚筒60能够旋转地装载于能够在框架66上直线运动的压印滚筒支承构件64。压印滚筒夹紧装置62使压印滚筒支承构件64线性地移动而按压压印滚筒60,从基材B的背侧以适度的力将基材B按压于胶印滚筒30的表面(参照图1)。若为使压入量恒定的控制,则压力会产生偏差,对印刷的精度产生影响,与此相对,如上所述发挥功能的压印滚筒夹紧装置62能够进行转印的稳定化控制、超高精度的印刷压力控制。
另外,胶印滚筒30、印版滚筒40等的配置并不特别限定,在本实施方式中,将上述印版滚筒40、胶印滚筒30以及使基材B压接于该胶印滚筒30的压印滚筒60以在一水平面上排列的方式配置成直线状,在同一平面上进行从胶印滚筒30去除墨和从胶印滚筒30向基材B转印墨的操作(参照图1)。在这种情况下,由于没有载荷的偏置,因此不会在胶印滚筒30、印版滚筒40、压印滚筒60产生多余的弯曲力矩,容易取得以胶印滚筒30为中心的左右的载荷的平衡。
接着,说明移动阻力降低装置80(参照图4~图7等)。此外,图4~图7中的附图标记53、54是构成印版清洗构件50的其他的滚,附图标记55是对滚54等进行驱动的马达。
移动阻力降低装置80是使滑动件44在底座46上的移动阻力降低的装置。本实施方式的移动阻力降低装置80是作为包括空气吹出装置70的装置而构成的。
空气吹出装置70是利用吹出的空气使滑动件44从底座46浮起的装置。本实施方式的空气吹出装置70包括气垫部件89和空气吹出口90,还包括空气引导件91。
印版滚筒夹紧装置42的空气供给部82获取被压缩后的空气(压缩空气)并将其向活塞83送入。
被供给至活塞83的压缩空气经由空气轴承84B或伺服阀86从排气部87排出。
空气轴承84B是将压缩空气用作工作流体的、活塞83的滑动轴承(空气轴承)。
位置传感器85S是对滑动件44的位置进行检测的装置。将由位置传感器85S检测出的位置信息向控制装置88发送。
伺服阀86是按照来自控制装置88的命令信号进行开闭的阀。通过控制该伺服阀86的开闭,从而调整空气压力。
排气部87根据需要将从空气轴承84B吹出的空气以外的空气向装置之外排出。
控制装置88是对伺服阀86等进行控制的装置。本实施方式的控制装置88接收位置传感器85S检测到的位置信息、与印版滚筒夹紧装置42对印版滚筒40施加的压力有关的信息(载荷信息),并根据这些信息对伺服阀86等的致动器进行反馈控制(参照图11)。
气垫部件89是设于滑动件44的下部且与底座46相接触的构件。除了滑动件44从底座46上浮时以外,气垫部件89均作为在底座46上与底座46相接触的腿部发挥功能(参照图8等)。
空气吹出口90是从空气吹出装置70朝向底座46吹出空气的开口部。在本实施方式中,设置为,在气垫部件89的底面设置空气吹出口90,从该气垫部件89的底面朝向底座46吹出空气(参照图8、图12等)。
另外,气垫部件89优选以例如如下方式配置,即,气垫部件89通过相对于滑动件44和装载于该滑动件44的印版滚筒40、印版清洗构件50等的重量的重心(以下称作装置重心,在图中由附图标记C表示)均等地配置等而使作用于各气垫部件89的载荷均匀。在本实施方式中,将3个气垫部件89配置为使由这3个气垫部件的3点构成的三角形(等腰三角形)的重心与装置重心C相一致,从而通过设于三处气垫部件89的狭小的区域的空气吹出口90来平衡性良好地支承滑动件44和其装载装置的重量(参照图10)。
此外,各气垫部件89也可以以相对于滑动件44和装载于该滑动件44的装置的重心(即装置重心C)等距离地配置。另外,空气吹出口90也可以以与滑动件44的移动方向D垂直的对称轴SA为中心呈线对称地配置(参照图10)。
空气引导件91是被设于底座46的直线状的引导构件49引导而使滑动件44直线移动的构件(参照图8~图10、图13等)。在本实施方式中,利用截面呈T形的引导构件49对覆盖该引导构件49的截面呈通道形状的空气引导件91进行引导而使滑动件44直线移动。
引导构件49设置为,仅沿使印版滚筒40靠近胶印滚筒30的方向或使印版滚筒40远离胶印滚筒30的方向来引导滑动件44。本实施方式的引导构件49沿与胶印滚筒30的旋转轴垂直的方向引导滑动件44(参照图9、图10等)。
也可以在空气引导件91设置空气吹出口90。在本实施方式中,在空气引导件91的内侧面设置空气吹出口90而构成朝向空气引导件91的内侧吹出空气的结构(参照图8、图14)。此外,从空气吹出口90吹出空气的吹出方向并不特别限定,总之,只要以朝向空气引导件91的内部空间吹出空气的方式构成空气吹出口90即可(参照图14)。利用朝向空气引导件91的内部空间吹出的空气的压力使滑动件44等上浮。另外,从空气吹出口90吹出的空气从空气引导件91与引导构件49之间向外部漏出(参照图14等)。
在包括如上那样构成的移动阻力降低装置80的卷对卷印刷装置1中,能够使底座46上的滑动件44的移动阻力也就是移动时的摩擦阻力极小。由此,容易吸收压力的变动、位置的变动,从而追随性优异,容易抑制并减少印版滚筒40的印刷夹紧的压入力的偏差(这取决于设备的设计等,若举出一个例子,使压入力的偏差为0.02N以下),因此能够使印版滚筒40和胶印滚筒30均匀地接触而谋求压力的均匀化。另外,不需要像从前的印刷装置中那样进行管理印刷夹紧的压入量的作业。
此外,上述实施方式是本发明的一个适宜的实施例,但并不限定于此,能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。例如,在上述实施方式中,说明了包括空气吹出装置70(气垫部件89、空气吹出口90、空气引导件91)且构成为利用空气使滑动件44的移动时的阻力降低的结构的移动阻力降低装置80,但这只不过是一个优选的例子,当然能够利用其他结构使移动时的阻力降低。举例的话,能够使用滚珠丝杠、滚子这样的滚动阻力较低的滚动体来构成移动阻力降低装置80来使摩擦阻力降低。
另外,在上述实施方式中,例示了气垫部件89为3个的情况,但这只不过是一个优选的例子,还能够配置4个以上气垫部件89。
另外,在上述实施方式中,示出将本发明的印刷装置应用于具有反转印刷装置3的装置的形态,但这只不过是一个优选的例子。除此以外,例如,在包括辊且存在使该辊的夹紧压力恒定的要求的印刷装置(非反转印刷的装置)中,也能够应用本发明。
<实施例1>
本发明的发明人在滑动件44的移动阻力、印刷压力的偏差的各项目中设定了目标值,之后试制了包括移动阻力降低装置80的卷对卷印刷装置1并测量各项目的实际的值(实现值),将其与从前的印刷装置(以下称作“商用NIP”)进行了比较(参照图15等)。
在为接触引导式的商用NIP的情况下,使印版滚筒移动的装置的移动阻力为0.68(N),与此相对,本例子的卷对卷印刷装置1中的滑动件44的移动阻力为0.03(N)(参照图16)。其结果,根据本例子,相对于商用NIP,根据(0.03-0.68)/0.68的计算结果确认到,移动阻力降低了95%。顺便提一下,移动阻力0.03(N)这样的情况是以3枚1日元硬币重量(共3(g))的力进行动作的程度,能够实现超高精度印刷压力控制。
另外,对设定载荷50(N)、按压时间0.5(sec)条件下的载荷精度(载荷相对于设定载荷的变化范围)进行了测量,其结果,载荷精度为0.02(N)以下(参照图17)。其结果,根据0.02/50的计算结果确认到,印刷压力的偏差为0.04%。此外,预先对图16、图17中的各用语进行一下说明,InP Pos是位置指令,FB Pos是位置反馈,Inp Frc是载荷指令,FB Frc是载荷反馈。
根据以上确认到,本例子的卷对卷印刷装置1能实现大幅优于目标值的移动阻力和印刷压力偏差(参照图15)。另外,根据以上确认到,本例子的卷对卷印刷装置1能够确立一种大幅超出商用NIP的超高精度印刷压力控制技术。
(第2实施方式)
反转印刷装置3是构成卷对卷印刷装置1的装置之一,是对基材B无缝地进行反转印刷的装置。以下,首先说明卷对卷印刷装置1的大概内容,之后说明反转印刷装置3。
反转印刷装置3是对基材B进行印刷的装置。本实施方式的反转印刷装置3包括墨供给构件20、胶印滚筒30、印版滚筒40和印版清洗构件50(参照图1)、还包括压印滚筒60、印刷不正检测相机71等(参照图2)。
胶印滚筒30的芯轴是金属辊,胶印滚筒30的最表面具有柔软且容易变形的材质的层,例如由PDMS(聚二甲基硅氧烷)构成。根据PDMS,由于其吸收反转印刷用墨的溶剂,因此能在较短的时间内使墨成为半干燥状态,而使墨成为接近固体的状态,因而,能够在不将墨压溃、不使墨延伸的情况下进行图案去除。另外,PDMS是在工业领域制作复制品时使用于制模的母模的材料,因此脱模性优异,因而,还存在容易从PDMS向薄膜进行转印这样的优点。
印版滚筒(去除版(日文:抜き版))40是将被涂在胶印滚筒30的表面上的墨的局部按照图案去除(进行图案去除)的构件。本实施方式的印版滚筒40一边沿与胶印滚筒30的旋转方向相反的方向旋转,一边使印版滚筒40的表面与胶印滚筒30的表面相接触而去除不要墨的部分(参照图1)。
接着,说明基于反转印刷装置3的印刷工序的大概内容(参照图2)。此外,在括弧内示出的编号与图2中所示的编号相对应。
(1)从墨供给构件20供给墨,并将墨涂敷于胶印滚筒30的表面。
(2)使墨涂敷膜半干燥。
(3)利用印版滚筒40从半干燥的墨中去除非图案部。
(4)将残留于胶印滚筒的图案部转印至基材B。
(5)例如,通过使用清洁薄膜51等的方式对印版滚筒40进行干洗。
(6)使用印刷不正检测相机71并利用莫尔条纹来对被印刷于基材B的图案的不正进行检测。
如至此说明的那样,在本实施方式的反转印刷装置3中,利用印版滚筒40去除被涂在胶印滚筒30的表面上的墨K中的局部,将剩余的墨K转印至基材B。印版滚筒40是没有图案接缝或等同于没有图案接缝(具体而言,图案接缝的宽度为1μm以下)的印版(无缝滚模具(日文:シームレスローラーモールド)),胶印滚筒30作为边旋转边转印墨K的无接缝的胶印滚筒(无缝橡皮滚(日文:シームレスブランケットローラー))发挥功能,因此能够以所谓的卷对卷方式对基材B无缝地进行连续印刷。由此,在基材行进方向上没有面积上的限制,能够以与反转印刷装置3的底座宽度相对应的宽度来制造大面积的印刷物。
另外,在该反转印刷装置3中,由于一边利用印版清洗构件50将附着在印版滚筒40上的墨K剥下一边进行反转印刷,因此能够维持利用印版滚筒40去除墨K的局部的功能而连续地进行反转印刷。
并且,在该反转印刷装置3中,通过利用印版滚筒夹紧装置42、压印滚筒夹紧装置62等的功能来调整压力,能够使基材B以恒定的压力接触于胶印滚筒30而进行连续印刷。
(第3实施方式)
近年来,开发了一种以印刷方式来制造电子器件的技术。其中,作为以10微米以下这样的高分辨率来印刷电子器件的方法,研究反转印刷法(reverse offset),不断进行印刷机的开发。作为这样的反转印刷系统之一,提出一种以卷对卷方式对基材无缝地进行反转印刷的卷对卷印刷装置。另外,作为这样的卷对卷印刷装置,还提出一种包括多个反转印刷单元并进行重叠印刷(多层印刷)的装置。
对准模型(考虑到包括多个印刷单元并进行重叠印刷时的误差的模型)进行如下的动作,该动作取决于前一个印刷单元中的张力变动延迟了到达下一个印刷单元时间的量所影响的分量与下一个印刷单元中的张力变动所影响的分量这两者的影响之差。因此,在利用多个印刷单元进行重叠印刷的卷对卷印刷装置中,需要用于抑制前一个印刷单元中的印刷位置与所关注的印刷单元中的印刷位置之差(对准误差)的控制技术。
另外,在卷对卷式印刷装置中的实际的对准控制方式中,存在无补偿控制方式和补偿辊方式,在无补偿控制方式中,通过利用两个驱动辊的转速差来控制该辊间张力从而进行对准控制,在补偿辊方式中,在以相同速度进行旋转的驱动辊之间放入张力调节致动器来操作迹线长度,并控制该辊间张力,从而进行对准控制。无论哪种方式,都将张力变动与对准精度之间的关系模型化,通过反馈控制来进行对准控制,但为了消除前级的操作的影响,通过前馈控制用后级单元操作量进行抵消,维持了后级的对准精度(例如参照日本特开2008-055707号公报、日本特开2010-094947号公报、日本特开2010-248743号公报)。
但是,在无补偿控制方式中,由于能够操作的致动器是惯性较大的驱动辊,因此在实施细微的控制方面也存在限度。另一方面,在补偿辊方式中,由于操作范围存在限度,因此能够应对的张力变动也有限,由此成为能够对可能实际产生的张力变动进行抑制的装置设计,其结果是,惯性变大,致动器精度变差,结果存在期望的印刷环境不完善、达不到对准精度这样的课题。
针对该课题,以下说明的卷对卷印刷装置能够通过对基材的张力细微地控制来提高重叠印刷的对准精度。在以下的形态中,首先,说明“A.单层印刷用的卷对卷印刷装置”(参照图18等),之后说明“B.能够多层印刷(重叠印刷)的卷对卷印刷装置”(参照图22等)。
(A.单层印刷用的卷对卷印刷装置)
卷对卷印刷装置1是由放出单元2U、印刷单元3U、卷取单元4U等构成的装置,是以卷对卷方式对基材B无缝地进行印刷的印刷装置(参照图18)。在卷对卷印刷装置1中,首先,利用放出单元2U将成为卷状的基材B放出,利用由自由辊72、作为驱动辊的进料辊(日文:インフィードロール)(以下,还简称作驱动辊)85等构成的输送装置将基材B输送至印刷单元3U,并进行印刷,之后,将基材B输送至卷取单元4U并将基材B卷取起来。
基材B由例如挠性薄膜构成,在印刷单元3U中,对基材B的表面进行印刷。最初,基材B被卷绕而成为卷状,利用放出单元2U将基材B从该卷放出并将基材B沿着预定的路径送向印刷工序(参照图18中的箭头),利用印刷单元3U转印墨图案而进行印刷。在经过印刷工序之后,经过干燥工序等,由卷取单元4U将基材B以卷状卷取起来,其中,对于干燥工序等,并未特别图示。
印刷单元3U中的印刷是在印刷部32中利用印版滚筒(以下也称作印版滚筒辊)40、压印滚筒(以下也称作压印滚筒辊)60等来进行的。压印滚筒辊60被驱动辊致动器(也称作压印滚筒致动器)76驱动(参照图18)。
放出单元2U是将预先被卷成卷状的基材B放出的装置(参照图18)。卷取单元4U是将通过印刷单元3U印刷后的基材B卷取起来的装置(参照图18)。
印刷单元3U是构成卷对卷印刷装置1的装置之一,是对基材B无缝地进行印刷的装置。
另外,本实施方式的卷对卷印刷装置1不仅包括上述结构,还包括自由辊72、进料辊85、压印滚筒辊60、印版滚筒辊40、张力传感器78、张力控制装置81、张力调节件92、张力调节致动器84等,该卷对卷印刷装置1对基材B进行放出、卷取,且控制基材B的张力,从而抑制张力变动。
自由辊72配置在从放出单元2U经过印刷单元3U到达卷取单元4U为止的基材B的路径上,自由辊72随着基材B的输送而旋转。
进料辊85是使输送力作用于基材B的滚(驱动辊),其被由马达等构成的驱动辊致动器驱动而旋转。
张力传感器78对预定部位处的基材B的张力进行检测(参照图18)。作为一个例子,本实施方式的卷对卷印刷装置1中的张力传感器78分别配置于放出单元2U中的最后级和印刷单元3U的印刷部32的前级,张力传感器78对该位置处的基材B的张力进行检测并将检测数据向张力控制装置81发送。
张力控制装置81是例如由可编程的驱动系统构成的装置,其接收张力传感器78的检测信号并根据检测结果来控制进料辊85和张力调节致动器84(参照图18)。
张力调节件92是使恒定的载荷作用于基材B的装置(张力调节辊)。本实施方式的张力调节件92使与被悬挂的配重相对应的预定的载荷经由滚轮作用于基材B(参照图18)。此外,本实施方式的卷对卷印刷装置1所使用的张力调节件92是公知的装置,其不具有用于把握可动范围中的张力调节件本身的位置的检测器、用于对张力调节件本身进行驱动的致动器等。
与张力调节件92相比,张力调节致动器84的质量和惯性都非常小,因此灵敏度和追随性优异,能够灵敏地进行动作来对基材B的张力超高精度地进行控制。在本实施方式中,使该张力调节致动器84作为张力控制用的致动器发挥功能,而不单纯作为张力调节件发挥功能。具体而言,对于预定的低频带的张力变动,控制驱动辊85来消除该变动,对于预定的高频带的张力变动,控制张力调节致动器84来消除该变动。
<对于印刷装置中的无补偿方式、补偿辊方式的控制>
凹版印刷装置等中的通常的印刷的控制方式的目的在于,通过适当调节致动器来改变调节量,使致动器如想要控制那样移动欲控制的量。在控制对象中存在非线性。但是,对于实际构成控制系统,考虑计算载荷、使对象移动的区域,并进行了某稳定状态附近的线性近似,之后,进行控制系统的设计。稳定状态是指在对各致动器赋予了恒定操作量的状态下实现平衡的状态。无补偿方式和补偿辊方式均针对以该稳定状态为基础,如何抑制对准误差这样的问题,基于机构、产生现象进行模型化,决定实现目的的控制输入(致动器的移动方式)。
通过使致动器移动,必然地进行动作的量为作为“变量”的部位。通过使致动器移动,从而使“变量”移动,其结果,使致动器移动“欲控制的量”。
(表1)
方式 | 欲控制的量 | 调节量 | 变量 |
无补偿 | 对版误差 | 凹版滚筒的转速 | 张力 |
补偿辊 | 对版误差 | 补偿辊的移动速度 | 张力、辊间距离 |
<使用了张力调节致动器的张力控制模型>
说明使用了张力调节致动器84的张力控制模型。
(1)各单元2U、3U、4U的张力变动由该单元前后的驱动辊(压印滚筒辊60、印版滚筒辊40)、自由辊72的速度变化,其前级的张力变动的影响,以及位于该单元的张力调节件的位置变化的方式决定。
(1)-2由于各单元2U、3U、4U的张力变动取决于其前后的驱动辊的速度变化,因此,以对前级进行张力控制为目的进行的操作必然对后级造成影响。因此,为了在后级抵消该影响而需要单元间的前馈控制。
(2)在印刷单元3U中,操作量为驱动辊的速度变化和对张力调节致动器84发出的载荷指令。对于张力调节致动器84而言,要么使载荷恒定,要么为了保持位置而使载荷变化,两者呈表里一致的关系(日文:表裏一体)(为了使载荷恒定,必须改变位置来进行调整,为了使位置恒定,必须改变载荷来进行调整,因此在物理上无法同时实现两者,换言之,意味着需要选择其中一者来构成控制系统),因此在此也能够设为位置指令(按照指令来控制张力调节件的位置)。
(3)在各单元的张力变动模型中,取决于线速度(由以下所示的单元模型中的“r*ω*”(半径r*和角速度ω*的积)表示),对驱动辊(放出辊2R、驱动辊85、印版滚筒辊40、压印滚筒辊60、卷取辊4R)、张力调节致动器84进行操作后的影响的快慢(时间常数)发生变化。另外,因基材B的杨氏模量、所设定的张力的不同,操作后的影响的大小(增益)发生变化。
<张力控制模型>
示出表示在卷对卷印刷装置1中对基材B的张力进行控制之际的模型的数学式(数学式1~数学式11)。数学式1~数学式4表示通用形式模型,数学式5和数学式6表示放出单元2U的模型,数学式7和数学式8表示印刷单元3U的模型,数学式9~数学式11表示卷取单元4U的模型。这些是以物理式为基础对输入输出关系进行模型化而得到的。
(数学式1)
(数学式2)
(数学式3)
(数学式4)
(数学式5)
(数学式6)
(数学式7)
(数学式8)
(数学式9)
(数学式10)
(数学式11)
此外,下面,将数学式1~数学式11中的文字所表示的内容作为表2来示出。
(表2)
接着,举出3个具体例来说明包括张力调节致动器84的本实施方式的卷对卷印刷装置1中的张力控制的高精度化方法的内容。
<第1高精度化方法>
图19所示的控制模型的基本策略是划分驱动辊85用的控制规格和张力调节致动器84用的控制规格。
此外,图19中的各标记的内容如下所述。
P1(s)表示从驱动辊对张力进行动作的传递函数(实际控制对象)。
P2(s)表示从张力调节致动器对张力进行动作的传递函数(实际控制对象)。
C1(s)计算对驱动辊施加的操作量的控制器。
C2(s)计算对张力调节致动器施加的操作量的控制器。
M1(s)P1(s)部分的模型。
该控制模型适于对用于使C2(s)的动作成为基于C1(s)的控制结果附近的微调整的结构进行研究。另外,根据该控制模型,能够利用C2(s)系统包含模型化误差的影响在内地校正张力变动。
此外,将该控制模型中的闭环传递函数表示在数学式12、13中。
(数学式12)
(数学式13)
当没有模型化误差时(M1(s)=P1(s))
在线性近似模型中,如先前说明的那样,各单元的张力变动受到夹着该单元前后的驱动辊的影响。在第1高精度化方法中,基本上,在印刷单元3U中,通过操作前级侧的驱动辊85来进行张力控制,在放出单元2U、卷取单元4U中,通过操作放出辊2R、卷取辊4R来进行张力控制。也就是说,在一个单元内用于控制的驱动辊85为一个,从而抑制控制本身的干扰。另外,在印刷单元3U中,为了进行张力控制,对于驱动辊85控制其转速,对于张力调节致动器84控制其载荷(或位置)。在放出单元2U、卷取单元4U中,通过进行张力调节件的位置控制(在存在张力的偏差时,张力调节件的位置变化,若张力的偏差消失,则张力调节件的位置变化停止),从而间接地进行张力控制。
在印刷单元3U中,驱动辊85和张力调节致动器84这两者作为操作量存在。由惯性较大的驱动辊85构成粗略的印刷单元3U的张力反馈控制系统,以补偿基础(在本说明书中,该基础是指,利用由驱动辊85构成的张力控制系统(C1系统)来构成基本的张力控制系统,以发挥某一程度的性能)的稳定性。该张力反馈控制系统基于作为P1的模型的M1进行设计。理想的是,P1与M1一致,但现实中有偏差(称作“模型化误差”)。为了补偿该模型化误差,使用张力调节致动器(参照图19中的记号u2)来补偿由模型化误差引起的控制性能的偏差,并且减轻干扰(日文:外乱)对张力变动的影响。
<第2高精度化方法>
图20所示的控制模型的基本策略是划分驱动辊85用的控制规格和张力调节致动器84用的控制规格。
此外,图20中的各标记的内容如下所述。
P1(s)表示从驱动辊对张力进行动作的传递函数(实际控制对象)。
P2(s)表示从张力调节致动器对张力进行动作的传递函数(实际控制对象)。
C1(s)计算对驱动辊施加的操作量的控制器。
C2(s)计算对张力调节致动器施加的操作量的控制器。
GTr*(s)由C1(s)构成的闭环系统的理想响应。
该控制模型适于对用于使C2(s)的动作成为基于C1(s)的控制结果附近的微调整的结构进行研究。另外,根据该控制模型,C2(s)能够校正C1(s)系统的脱离期望的动作方式的脱离部分。
此外,将该控制模型中的闭环传递函数表示在数学式14~数学式16中。
(数学式14)
(数学式15)
(数学式16)
当C1系统成为理想响应时,(C1(s)=C1 *(s))
在线性近似模型中,如先前说明的那样,各单元的张力变动受到夹着该单元前后的驱动辊(进料辊85、压印滚筒辊60、印版滚筒辊40)的影响。在第2高精度化方法中,基本上,在印刷单元3U中,通过操作前级侧的驱动辊85来进行张力控制,在放出单元2U、卷取单元4U中,通过操作放出辊2R、卷取辊4R来进行张力控制。也就是说,在一个单元内用于控制的驱动辊为一个,从而抑制控制本身的干扰。
在印刷单元3U中,驱动辊和张力调节致动器84这两者作为操作量存在。由惯性较大的驱动辊构成粗略的印刷单元3U的张力反馈控制系统,以补偿基础的稳定性。该张力反馈控制系统基于作为P1的模型的M1进行设计。理想的是,P1与M1一致,但现实中有偏差(称作“模型化误差”)。因该模型化误差而在按照原本期望如此移动的动作方式定下来的理想响应GTr与实际的动作之间产生背离。为了弥补该背离,使用张力调节致动器(参照图20中的记号u2)来补偿由模型化误差引起的与理想响应之间的偏差,并且缓和干扰造成的影响。
<第3高精度化方法>
图21所示的控制模型的基本策略是划分驱动辊用的控制规格和张力调节致动器84用的控制规格。
此外,图21中的各标记的内容如下所述。
P1(s)表示从驱动辊对张力进行动作的传递函数(实际控制对象)。
P2(s)表示从张力调节致动器对张力进行动作的传递函数(实际控制对象)。
C1(s)计算对驱动辊施加的操作量的控制器。
C2(s)计算对张力调节致动器施加的操作量的控制器。
GTr*(s)由C1(s)构成的闭环系统的理想响应。
在该控制模型中,考虑双方的致动器的性能差异而将基于C1(s)的控制结果和基于C2(s)的控制结果编入控制系统设计(具体而言,设计两输入一输出系统的多变量控制系统)。C1(s)系统被进行控制系统设计,从而能够进行平缓的控制,C2(s)系统被进行控制系统设计,从而能够进行快速的控制(具体而言,在频率空间中对被用作控制系统的设计方针的“评价函数”的指标进行加权,由此进行在某个频带中增强C1系统的效果、在某个频带中进行增强C2系统的效果那样的设计)。根据该控制模型,能够通过C1(s)和C2(s)的平衡来实现期望的动作方式(也就是说,对由C1构成的C1系统和由C2构成的C2系统分配各自在频率空间中的作用)。
此外,将该控制模型中的闭环传递函数表示在数学式17中。
(数学式17)
在线性近似模型中,如先前说明的那样,各单元的张力变动受到夹着该单元前后的驱动辊的影响。在第3高精度化方法中,基本上,在印刷单元3U中,通过操作前级侧的驱动辊85来进行张力控制,在放出单元2U、卷取单元4U中,通过操作放出辊2R、卷取辊4R来进行张力控制。也就是说,在一个单元内用于控制的驱动辊为一个,从而抑制控制本身的干扰。
在印刷单元3U中,驱动辊和张力调节致动器84这两者作为操作量存在。由惯性较大的驱动辊构成粗略的印刷单元3U的张力反馈控制系统,以补偿基础的稳定性。在该控制中,考虑P1和P2的特性的差异,作为整个系统,设计成如下那样的控制系统,即,利用C1系统来补偿基本的稳定性,在C2系统中具有能进行抑制干扰那样的响应特性。
另外,在本实施方式的卷对卷印刷装置1中,通过设为在驱动辊之间配置能够进行超高精度的张力控制的张力调节致动器84且使该张力调节致动器84本身作为张力控制的致动器(所谓的新的张力调节单元)发挥功能的结构,能够将对张力变动进行补偿的作用根据其操作性能的差异分给驱动辊和张力调节致动器84。在这样的情况下,通过进行分配而使驱动辊和驱动辊致动器76承担粗略的比较粗疏的控制且使超高精度的张力调节致动器84承担细微的比较精细的控制,从而谋求了难以仅靠各自的方式实现的、较大的可操作范围和细微的张力控制性能。
(B.能够进行多层印刷(重叠印刷)的卷对卷印刷装置)
接着,说明能够进行多层印刷(重叠印刷)的卷对卷印刷装置1(参照图22等)。
卷对卷印刷装置1构成为能够进行搭载有多个(例如由第1级~第3级构成的3台)印刷单元3U的重叠印刷的系统。
在该卷对卷印刷装置1的第2级的印刷单元3U中和第3级的印刷单元3U中,分别设有张力传感器78和印刷不正检测相机71(参照图22)。张力传感器78例如配置于印刷部32的前级,其对该位置处的基材B的张力进行检测,并将检测信号向张力控制系统的张力控制装置81发送。印刷不正检测相机71例如配置于印刷部32之后,其将被重叠印刷了的部分的图像信号向对准控制系统的张力控制装置93发送,以用于检测成为对准控制的基准的对准标记。
张力控制系统的张力控制装置81根据张力传感器78检测出的张力信号来控制第1级~第3级的印刷单元3U中的各个驱动辊致动器76,以对基材B的张力变动进行补偿。对准控制系统的张力控制装置93对印刷不正检测相机71拍摄到的图像进行分析来检测重叠部分的偏移,对张力调节致动器84进行控制,以对基材B的张力变动进行补偿,并且降低对准误差。所述张力控制系统的张力控制装置和对准控制系统的张力控制装置被构成协调控制系统的控制装置进行协调控制,从而进行以下控制,即,补偿张力变动而创造出张力变动得到抑制的稳定状态,并且降低对准误差而提高对准精度。
<控制模型>
能够进行多层印刷(重叠印刷)的卷对卷印刷装置1中的张力控制模型不仅具有上述(1)~(3)的特征,还具有以下的(4)、(5)的特征。
(4)对准模型进行如下的动作,该动作取决于前一个(前级)印刷单元3U中的张力变动延迟了到达各印刷单元3U的时间的量所影响的分量与各印刷单元3U中的张力变动所影响的分量这两者的影响之差。由于前一个印刷单元3U中的印刷位置与所关注的印刷单元3U中的印刷位置之差是对准误差,因此进行对该差进行抑制那样的控制。
接着,将能够进行多层印刷(重叠印刷)的卷对卷印刷装置1中的张力控制的高精度化方法的一个例子作为“第4高度化方法”进行说明。
<第4高精度化方法>
图23所示的控制模型的基本策略是划分驱动辊85用的控制规格和张力调节致动器84用的控制规格。
此外,图23中的各标记的内容如下所述。
P11(s)将对驱动辊发出的速度指令作为输入且将张力变动作为输出的控制对象的实际传递函数。
P12(s)将高精度张力调节致动器的载荷指令(或位置指令)作为输入且将张力变动作为输出的控制对象的实际传递函数。
P21(s)将对驱动辊发出的速度指令作为输入且将对准误差作为输出的控制对象的实际传递函数。
P22(s)将高精度张力调节致动器的载荷指令(或位置指令)作为输入且将对准误差作为输出的控制对象的实际传递函数。
C1(s)计算对驱动辊施加的操作量的控制器。
C2(s)计算对高精度张力调节致动器施加的操作量的控制器
该控制模型能够应用于驱动辊85用的控制规格和张力调节致动器84用的控制规格的划分(基本策略)。根据该控制模型,能够考虑到张力控制系统的张力控制装置81和对准控制系统的张力控制装置93之间的干扰而提高对准控制的稳定性、目标值追随性。
<控制方式的结构>
在此,预先说明A.单层印刷用的卷对卷印刷装置1中的控制方式(单个单元内最佳控制)和B.能够多层印刷的卷对卷印刷装置1中的控制方式(整体最优化)。
(单个单元内最佳控制)
对准误差较大意味着在前区域(在本说明书中所说的区域是指在基材B上重叠印刷的多个层中的各层)产生较大的张力变动或在当前区域产生较大的张力变动,虽然存在较大的张力变动,但对准误差不一定变大。这是因为,如果在考虑到传递时间的基础上特意创造与在前区域产生的张力变动相同大小的张力变动,则不会产生对准误差。在该意义上,为了抑制对准误差,提高张力控制性能是必不可少的。另外,在上述意义上,即使牺牲张力变动,也能够提高对准控制性能。
基本上利用C1系统来谋求张力控制的稳定化,但还能够构筑出于上述理由而以抑制对准误差为目的的C2系统。如果进行以抑制对准误差为目的的控制,则可能产生张力变动,但由于一般认为用于对高精度对准控制进行细微调整而进行操作的高精度的张力调节致动器84的微小动作对张力变动造成的影响较小,因此能够实现高精度对准控制。
(整体最优化)
由于前级单元的操作的影响会影响到后级单元且对准误差是前区域的印刷位置与当前区域的印刷位置的差,因此在单元间、区域间从前向后受到影响。使用模型来设想其影响量,以预先抵消该影响的方式组成前馈控制系统。具体而言,是单元间的张力前馈控制系统和区域间的对准前馈控制系统这两种系统。
图24示出关于整体最优化(考虑到单元间的干扰的协调控制)的概要。在所述单个单元内的最佳控制中,进行抑制干扰、稳定性、追随性的定量评价,与此相对,在考虑到单元间的干扰的协调控制中,一边想着如何使存在物理干扰的系统最优化,一边进行考虑到前级操作量、基于前级操作量的叠加误差传播的前馈控制。鉴于这些情况,在本实施方式的卷对卷印刷装置1中,实施单个单元的最优化,并且前级操作、现象传递到后级,因此与其相应地构成控制系统。为了实现这一点,需要定量地掌握可能引起在各单元中产生的影响的现象。
此外,上述实施方式是本发明的一个适宜的实施例,但并不限定于此,能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种变形来实施。例如,能够应用使用模型来一边在线进行预测一边进行控制的模型预测控制等。
产业上的可利用性
本发明适宜应用于以卷对卷方式利用印版滚筒对基材进行印刷的装置。
附图标记说明
1、卷对卷印刷装置(印刷装置);2、放出装置;2U、放出单元;3、反转印刷装置;3U、印刷单元;4、卷取装置;4U、卷取单元;5、滚轮;20、墨供给构件;30、胶印滚筒;40、印版滚筒;42、印版滚筒夹紧装置;42E、力点;44、滑动件;46、底座;49、引导构件;50、印版清洗构件;60、压印滚筒;62、压印滚筒夹紧装置;70、空气吹出装置;71、印刷不正检测相机;72、自由辊;76、驱动辊致动器;78、张力传感器;80、移动阻力降低装置;81、张力控制装置;82、空气供给部;83、活塞;84、张力调节致动器;84B、空气轴承;85、进料辊(驱动辊);85S、位置传感器;86、伺服阀;87、排气部;88、控制装置;89、气垫部件;90、空气吹出口;91、空气引导件;92、张力调节件;B、基材;C、装置重心;D、滑动件的移动方向;K、墨;SA、对称轴。
Claims (17)
1.一种印刷装置,其是利用卷对卷方式对基材进行印刷的装置,其中,
该印刷装置包括:
墨供给构件,其用于供给印刷用的墨;
印版滚筒,其将自该墨供给构件供给并被涂在胶印滚筒的表面上的墨的局部去除;
所述胶印滚筒,其用于将未被去除而残留在表面上的墨转印至所述基材;
底座,所述胶印滚筒固定于该底座;
滑动件,其支承所述印版滚筒,并能够在该底座上移动;
移动阻力降低装置,其用于使该滑动件相对于所述底座的移动阻力降低;以及
印版滚筒夹紧装置,其用于使所述印版滚筒对所述胶印滚筒作用夹紧压力,
所述移动阻力降低装置是使所述滑动件自所述底座浮起的空气吹出装置。
2.根据权利要求1所述的印刷装置,其中,
所述印版滚筒夹紧装置将所述夹紧压力作为参数来控制对所述滑动件施加的按压力。
3.根据权利要求1所述的印刷装置,其中,
所述印版滚筒夹紧装置经由力点按压所述滑动件。
4.根据权利要求3所述的印刷装置,其中,
所述力点配置于与所述印版滚筒的旋转轴相同的高度。
5.根据权利要求4所述的印刷装置,其中,
在所述滑动件上设有空气吹出口,通过该空气吹出口对所述底座吹出空气。
6.根据权利要求5所述的印刷装置,其中,
所述滑动件包含气垫部件或空气引导件。
7.根据权利要求5所述的印刷装置,其中,
所述空气吹出口以与所述滑动件的移动方向垂直的对称轴为中心呈线对称地配置。
8.根据权利要求6所述的印刷装置,其中,
该印刷装置还包括引导构件,该引导构件仅沿使所述印版滚筒靠近所述胶印滚筒的方向或使所述印版滚筒远离所述胶印滚筒的方向来引导所述滑动件。
9.根据权利要求8所述的印刷装置,其中,
所述引导构件沿与所述胶印滚筒的旋转轴垂直的方向引导所述滑动件。
10.根据权利要求8所述的印刷装置,其中,
所述滑动件包含气垫部件,
所述气垫部件相对于所述滑动件和由该滑动件支承的装置的重心等距离地配置。
11.一种反转印刷装置,其是权利要求1至10中任一项所述的印刷装置,其中,
该反转印刷装置还包括印版清洗构件,该印版清洗构件用于对所述印版滚筒进行清洗而剥下在所述印版滚筒上附着的墨,
该反转印刷装置对所述基材无缝地进行反转印刷。
12.根据权利要求11所述的反转印刷装置,其中,
所述印版滚筒、所述胶印滚筒以及使所述基材压接于该胶印滚筒的压印滚筒呈直线状配置。
13.根据权利要求12所述的反转印刷装置,其中,
所述印版滚筒的旋转轴、所述胶印滚筒的旋转轴以及使所述基材压接于该胶印滚筒的压印滚筒配置在水平面上。
14.根据权利要求13所述的反转印刷装置,其中,
所述胶印滚筒的旋转轴被固定,所述印版滚筒被设为能够相对于所述胶印滚筒进行移动。
15.根据权利要求14所述的反转印刷装置,其中,
所述印版清洗构件与所述印版滚筒设置为一体。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的反转印刷装置,其中,
所述胶印滚筒包括PDMS。
17.根据权利要求12至15中任一项所述的反转印刷装置,其中,
所述墨供给构件、所述印版滚筒以及所述压印滚筒以所述胶印滚筒为中心在所述胶印滚筒的旋转方向上按照所述墨供给构件、所述印版滚筒、所述压印滚筒的顺序配置。
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