JP2006247891A - 印刷方法および印刷システム - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムに紫外線硬化樹脂が設けられていても、また暗い色のインクを用いていても、像を印刷している最中に、その印刷状態を検査できる印刷方法を提供すること。
【解決手段】転写ローラ１の外周面に形成されたインクの像をフィルムＦに転写する印刷方法において、前記像が形成された転写ローラの外周面に紫外光Ｌ２を照射する第１の工程と、前記光を照射したときに前記インクから発生する蛍光Ｌ３の強度分布を検出する第２の工程と、前記蛍光Ｌ３の強度分布に基づいて前記像の印刷状態を検査する第３の工程とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ローラの外周面に形成されたインクの像をフィルムに転写する印刷方法および印刷システムに関する。

電気製品などの筐体に文字や絵などの模様を着ける方法として、長いフィルムの表面に予め模様を多数印刷しておき、このフィルムを模様ごとに切り分けて筐体に貼付する方法が知られている。このようにフィルムに模様を印刷してから筐体に貼付すれば、電気製品のモデルチェンジなどにより模様が変わっても、筐体に直接印刷する場合によりも低コストで対応できるというメリットがある。

しかしながら、この方法ではフィルムが製品に貼付された後で、目視により模様の印刷状態を検査していたため、印刷不良を発見したときには既に長いフィルム全体に模様が印刷されており、結果としてフィルム全体を廃棄することがあった。そこで近年、フィルムに模様を印刷しながら同時に印刷状態を検査してしまう方法が求められている。

印刷状態を検査する技術として、枚葉紙（フィルム）の印刷面に照明光源から光を照射し、その反射光をカメラで撮像することで、印刷状態の良否を検査する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、別の技術として、ブランケット胴（ローラ）の表面に透光器から光を照射し、その反射光を受光器で検出することで、印刷状態の良否を検査する方法も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−１０８６３８号公報 特開平７−１９５６８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、枚葉紙に紫外線硬化樹脂などの接着剤を設けた場合に、照明光源からの光で接着剤が硬化し、その後の電気製品への貼付作業がうまく行われないという問題がある。

また、特許文献２に記載された方法では、黒などの暗い色のインクを用いた場合に、反射光を殆んど検出できず、印刷状態の良否を検査できないという問題がある。

本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、フィルムに紫外線硬化樹脂が設けられていても、また暗い色のインクを用いていても、像を印刷している最中に、その印刷状態を検査できる印刷方法および印刷システムを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の印刷方法および印刷システムは次のように構成されている。

（１）ローラの外周面に形成されたインクの像をフィルムに転写する印刷方法において、前記像が形成されたローラの外周面に光を照射する第１の工程と、前記光を照射したときに前記インクから発生する蛍光の強度分布を検出する第２の工程と、前記蛍光の強度分布に基づいて前記像の印刷状態を検査する第３の工程とを具備する。

（２）（１）に記載された印刷方法において、前記第２の工程では、前記ローラの回転と同期をとりながら前記蛍光の強度分布を検出する。

（３）（１）に記載された印刷方法において、前記第１の工程では、前記ローラの外周面に対して前記ローラの軸心線と略平行な直線状の光を照射する。

（４）ローラの外周面に形成されたインクの像をフィルムに転写する印刷システムにおいて、前記像が形成されたローラの外周面に光を照射する照射手段と、前記光を照射したときに前記インクから発生する蛍光の強度分布を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した蛍光の強度分布に基づいて前記像の印刷状態を検査する検査手段とを具備する。

（５）（４）に記載された印刷システムにおいて、前記光は、紫外線である。

（６）（４）に記載された印刷システムにおいて、前記光は、前記ローラの外周面において前記ローラの軸心線と略平行な直線状をしている。

本発明によれば、フィルムに紫外線硬化樹脂が設けられていても、また暗い色のインクを用いていても、フィルムにインクの像を印刷している最中に印刷状態を検査することができる。

まず、図１〜図４を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る印刷システムの構成を示す概略図、図２は同実施形態に係る印刷システムの構成を示すブロック図、図３は同実施形態に係る検査装置５０の構成を示す概略図である。

図１に示すように、この印刷システムは、フィルムＦに像を印刷するための印刷機Ｓを備えている。印刷機Ｓ内には、転写ローラ１が設けられている。この転写ローラ１は円筒状をしており、駆動装置４（図４にのみ図示）により矢印方向に等速回転される。

転写ローラ１の外周面には、その周囲に比べて僅かに突出した突出領域１ａが形成されている。この突出領域１ａは、フィルムＦに印刷される像の中でインクが存在しない領域の形状と対応している。以下、フィルムＦの像の中でインクが存在する領域を付着領域Ａと称し、インクが存在しない領域を非付着領域Ｂと称する。

転写ローラ１の下側にはインク壺２が配置されている。このインク壺２は印刷用のインクを収容しており、転写ローラ１の下側部分はインク壺２内のインクに浸漬している。なお、インクの種類は特に限定されるものではないが、有機物を含んでいる必要がある。

転写ローラ１の外周面には透明なフィルムＦが掛け渡されている。このフィルムＦは帯状をしており、搬送装置７（図２にのみ図示）により印刷ラインを所定速度で搬送されている。なお、フィルムＦの転写ローラ１と反対側の面には、このフィルムＦを電気製品などの筐体に貼付する際に接着剤として機能する紫外線硬化樹脂（図示しない）が塗布されている。

インク壺２に対して転写ローラ１の回転方向の下流側には、転写ローラ１に付着した余分なインクを除去するためのスキージ３が設けられている。このスキージ３は、その先端部が転写ローラ１の突出領域１ａとだけ接触するように位置決めされている。

これにより、転写ローラ１を回転させると、突出領域１ａに付着したインクがスキージ３に擦り取られ、その結果、転写ローラ１の外周面には突出領域１ａがくり抜かれた形状のインク像が形成される。

このインク像は、転写ローラ１の回転に伴って上方に移動し、フィルムＦの転写ローラ１側の面に転写される。これにより、フィルムＦには、前記付着領域Ａと非付着領域Ｂからなる像が印刷される。なお、転写ローラ１の外周面に形成されたインク像と、フィルムＦに印刷される像とは、殆んど同等であるとみなすことができる。そこで、本発明ではフィルムＦに印刷される像の印刷状態を検査する代わりに、転写ローラ１の外周面に形成されたインク像の状態を検査する。

スキージ３に対して転写ローラ１の回転方向の下流側には、転写ローラ１の外周面に形成されたインク像の状態を検査するための検査装置５０が配置されている。なお、この検査装置５０は、本発明の重要なポイントであるため、後で詳しく説明する。

また、印刷機Ｓの内部には、前記転写ローラ１やインク壺２の他に、図２に示す制御回路５とローラ回転センサ６が設けられている。制御回路５は、比較回路６６から停止信号が出力されると、駆動装置４および搬送装置７を制御してフィルムＦへの印刷を停止させる。ローラ回転センサ６は、転写ローラ１が１回転するたびにカウンタ６７にリセット信号を出力する。

次に、検査装置５０について説明する。

図３に示すように、この検査装置５０は、照射装置１０、検出装置２０、および回路装置２５から構成される。

照射装置１０は、水銀ランプ１１、干渉フィルタ１２、コリメートレンズ１３、ピンホール板１４、および円柱レンズ１５を具備している。水銀ランプ１１は、ｉ線などの紫外光を含む光Ｌ１を発生させる。干渉フィルタ１２は、水銀ランプ１１からの光Ｌ１をフィルタリングし、前記紫外光Ｌ２のみを選択的に透過させる。コリメートレンズ１３は、干渉フィルタ１２を透過した紫外光Ｌ２をコリメートする。ピンホール板１４は、コリメートレンズ１３によりコリメートされた紫外光Ｌ２の断面形状を矩形形状に整形する。円柱レンズ１５は、ピンホール板１４により矩形形状に整形された紫外光Ｌ２を直線状に収束させ、転写ローラ１の外周面に照射する。

一方、検出装置２０は、紫外光Ｌ２の光路に対して略直交方向に延びるように配設されており、ハーフミラー２１、カラーフィルタ２２、結像レンズ２３、およびラインセンサ２４を具備している。

ハーフミラー２１は、ピンホール板１４と円柱レンズ１５の間に、紫外光Ｌ２の光路に対して略４５度で傾斜して配置され、転写ローラ１の外周面に付着したインクからの後述する蛍光Ｌ３を略直角に反射させる。カラーフィルタ２２は、ハーフミラー２１で反射した蛍光Ｌ３をフィルタリングし、所定波長の蛍光Ｌ３のみを選択的に透過させる。結像レンズ２３は、カラーフィルタ２２を透過した所定波長の蛍光Ｌ３を直線状に収束させる。ラインセンサ２４は、結像レンズ２３により直線状に収束された蛍光Ｌ３の強度をセンサ要素ごとに検出し、これらセンサ要素が検出した複数の電気信号からなる信号列（以下、「ライン信号」と称する。）を出力する。また、このラインセンサ２４は、ライン信号を出力するたびにタイミング信号を出力する。

回路装置２５は、ラインセンサ２４から出力される複数のライン信号に基づいて転写ローラ１の外周面に付着しているインク像の状態を検査する。

次に、回路装置２５について説明する。

図２に示すように、この回路装置２５は、増幅回路６１、Ａ／Ｄ変換回路６２、画像メモリ６３、バッファ画像メモリ６４、参照メモリ６５、比較回路６６、およびカウンタ６７を具備している。

増幅回路６１は、ラインセンサ２４から出力されたライン信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路６２は、増幅回路６１から出力されたライン信号をデジタル化する。画像メモリ６３は、Ａ／Ｄ変換回路６２によりデジタル化された複数のライン信号を保存する。また、この画像メモリ６３は、カウンタ６７から出力されるリセット信号により、保存したライン信号を全て消去し、再びＡ／Ｄ変換回路６２から出力されるライン信号を順次保存する。バッファ画像メモリ６４は、画像メモリ６３に１画像分のライン信号が保存されるのを待って、これらのライン信号を検査画像データとして保存する。参照メモリ６５は、良好なインク像から得られた１画像分のライン信号を基準画像データとして保存する。比較回路６６は、バッファ画像メモリ６４が保存した検査画像データと、参照メモリ６５が保存した基準画像データとから差分画像データを作成する。また、この比較回路６６は、差分画像データ上に所定の閾値を超えるデータが存在するかどうかを検出し、存在する場合には制御回路５に停止信号を出力する。カウンタ６７は、ラインセンサ２４から出力されるタイミング信号をカウントする。カウンタ６７がカウントしたカウント数は、ローラ回転センサ６から出力されるリセット信号により０に戻される。すなわち、カウンタ６７からリセット信号が出力されるタイミングで、空の画像メモリ６３にライン信号を保存していく。これにより、転写ローラ１の回転とライン信号の取得とが同期し、常に転写ローラ１の外周面の同じ範囲の検査画像データを作成することができる。また、このカウンタ６７は、ローラ回転センサ６から出力されるリセット信号により別のリセット信号を出力する。

次に、前記構成の印刷システムの動作について説明する。

印刷システムが稼動すると、ラインセンサ２４は所定時間ごとにライン信号を出力する。これらのライン信号は増幅回路６１で増幅され、Ａ／Ｄ変換回路６２でデジタル化された後、次々と画像メモリ６３に保存されていく。

一方、ラインセンサ２４から出力されるタイミング信号の数はカウンタ６７によりカウントされている。そして、タイミング信号のカウント数が所定のカウント数になったら、画像メモリ６３に保存されている複数のライン信号が検査画像データとしてバッファ画像メモリ６４に保存される。そして、これと同時にカウンタ６７からリセット信号が出力され、画像メモリ６３に保存されている全てのライン信号が消去される。

バッファ画像メモリ６４に検査画像データが記憶されたら、比較回路６６で検査画像データと基準画像データから差分画像データを作成し、差分画像データ上に所定の閾値を超えるデータが存在するかどうか検出する。

そして、差分画像データ上に所定の閾値を超えるデータが存在した場合、比較回路６６から停止信号が出力され、制御回路５によりフィルムＦへの印刷動作が停止される。すなわち、転写ローラ１の外周面のインク像から不良が検出されると、自動的にフィルムＦに対する印刷が停止される。一方、差分画像データ上に所定の閾値を超えるデータが存在しない場合は、そのまま印刷動作が続行される。

次に、図４を参照しながら検査画像データと基準画像データから差分画像データを作成する様子を画像化して説明する。

図４は同実施形態に係る検査画像データと基準画像データから差分画像データを作成するときの様子を画像化して説明する説明図であり、（ａ）は検査画像データにより作成された検査画像、（ｂ）は基準画像データにより作成された基準画像、（ｃ）は差分画像データにより作成された差分画像を示している。

図４を見ると、検査画像と基準画像から差分画像を作成することで、検査画像上に存在していたインク汚れＣが差分画像上に浮き出ていることがわかる。したがって、検査画像データと基準画像データから差分画像データを作成した場合でも、差分画像データ上にはインク汚れに対応したデータが浮き出ることとなる。

前記構成の印刷システムによれば、転写ローラ１の外周面に紫外線を照射し、インクに含まれる有機物からの蛍光Ｌ３を検出することで、フィルムＦに印刷される像の印刷状態を検査している。

そのため、フィルムＦに紫外線硬化樹脂が塗られていても、紫外線硬化樹脂を硬化させることなく、フィルムＦに印刷される像の印刷状態を検査することができる。しかも、暗い色のインクを用いた場合であっても、フィルムＦの印刷状態を正確に検査することができる。

また、検査画像データと基準画像データから差分画像データを作成し、この差分画像データに基づいてフィルムＦの印刷状態を検査している。

そのため、検査画像データ上にノイズが存在しても、このノイズが相殺されて差分画像データから除去されるから、インク汚れだけを鮮明に浮き立たせることができる。これにより、フィルムＦに印刷されるであろうインク汚れを確実に検出することができる。

なお、一般的に印刷システムでは、インク壺２内のインクが減少すると、転写ローラ１の外周面全体に亘ってインクの付着量が少なくなる。この場合には、差分画像データに基づいて印刷状態の検査を行っても正確な検査結果が得られない。そこで、検査画像データを取得したら、まずデータ全体の平均値を求め、この平均値をオフセットしておくことで、前述のような問題を回避することができる。

次に、図５を用いて本発明の第２実施形態を説明する。

図５は本発明の第２実施形態に係る印刷システムの構成を示す概略図である。

図５に示すように、本実施形態では、第１実施形態に係るピンホール板１４および円柱レンズ１５の代わりに、転写ローラ１に紫外光Ｌ２を照射するために光ファイバーケーブル３１を用いている。この光ファイバーケーブル３１は、その先端部を転写ローラ１の外周面に対向させており、スキャン装置３２により光ファイバーケーブル３１を移動させることで、転写ローラ１の軸心線方向全体に紫外光Ｌ２を照射できるようになっている。

本実施形態のように、光ファイバーケーブル３１を用いれば、紫外光Ｌ２の出射位置を転写ローラ１の表面に接近させることができるから、周囲に飛び散る紫外光の量を低減することができる。さらに、紫外光の焦点位置や焦点形状の調整が不要となるから、装置の組み立てを簡単化することができる。

なお、前記実施形態では、検査画像上に存在していたインク汚れＣの検出について述べているが、これに限定されるものではなく、例えば本来インクが付着すべきところに付着していない場合の検出にも適用することができる。

本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１実施形態に係る印刷システムの構成を示す概略図。 同実施形態に係る印刷システムの構成を示すブロック図。 同実施形態に係る検査装置の構成を示す概略図。 同実施形態に係る検査画像データと基準画像データから差分画像データを作成するときの様子を画像化して説明する説明図。 本発明の第２実施形態に係る印刷システムの構成を示す概略図。

符号の説明

１…転写ローラ、５…制御回路、１０…照射装置、２０…検出装置、２４…ラインセンサ、２５…回路装置、Ｆ…フィルム。

Claims (6)

1. ローラの外周面に形成されたインクの像をフィルムに転写する印刷方法において、
   前記像が形成されたローラの外周面に光を照射する第１の工程と、
   前記光を照射したときに前記インクから発生する蛍光の強度分布を検出する第２の工程と、
   前記蛍光の強度分布に基づいて前記像の印刷状態を検査する第３の工程と、
   を具備することを特徴とする印刷方法。
2. 前記第２の工程では、前記ローラの回転と同期をとりながら前記蛍光の強度分布を検出することを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
3. 前記第１の工程では、前記ローラの外周面に対して前記ローラの軸心線と略平行な直線状の光を照射することを特徴とする請求項１記載の印刷方法。
4. ローラの外周面に形成されたインクの像をフィルムに転写する印刷システムにおいて、
   前記像が形成されたローラの外周面に光を照射する照射手段と、
   前記光を照射したときに前記インクから発生する蛍光の強度分布を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した蛍光の強度分布に基づいて前記像の印刷状態を検査する検査手段と、
   を具備することを特徴とする印刷システム。
5. 前記光は、紫外線であることを特徴とする請求項４記載の印刷システム。
6. 前記光は、前記ローラの外周面において前記ローラの軸心線と略平行な直線状をしていることを特徴とする請求項４記載の印刷システム。

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