JP2006256199A - オフセット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オフセット印刷において、印刷時に発生する印刷幅方向の揺動を抑えることにより、印刷品質不良を防止する。
【解決手段】印刷架台のガイド上を印刷方向に水平移動する台車にブランケット胴を軸支し、台車の移動時に印刷版、被印刷体を転動する印刷装置において、印刷架台における台車の位置と台車の揺動量を随時測定する揺動量計測器を備えた。さらに、印刷版定盤または被印刷体定盤の印刷幅方向の側面に、印刷幅方向に対して駆動し、印刷版定盤または被印刷体定盤を移動するアクチュエーターを備え、計測した揺動量または揺動量に任意量を加えた分量を、アクチュエーターに指示する演算制御装置を備え、即座にアクチュエーターを駆動し、印刷版定盤または被印刷体定盤を移動し、印刷版定盤または被印刷体定盤に対する台車の相対的な揺動をリアルタイムに補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、カラーフィルター着色パターン，プラズマディスプレイ・液晶ディスプレイ等の画素用セルパターン，液晶ディスプレイの配向膜等の印刷形成やその他の厚膜印刷やオーバーコート印刷等に用いられる凹版もしくは凸版オフセット印刷装置の改良に関する。

カラーフィルターを印刷法により製造するにあたって、平板状の被印刷体に着色パターンを印刷形成する場合、一般的に、固定された水平印刷定盤に、対向するブランケット胴（ロール状回転体）が直線的に往復移動を行ない、印刷版または被印刷体を転動して印刷を行なう。
印刷版またはブランケット胴に印刷インキを供給した後、ブランケット胴を水平移動させ、水平印刷定盤とブランケット胴との間で印刷版または被印刷体を加圧しながら、印刷版またはブランケット胴に供給された前記印刷インキを、ブランケット胴に巻かれたブランケット（ゴム弾性面）を介してオフセット方式で被印刷体に転移させて印刷を行なう形式のオフセット印刷装置により印刷を行なう。
オフセット印刷方式によるカラーフィルタの製造方法としては、以下の特許文献などで報告されている。
特開平７−４３５１４号公報 特開平７−２６６５３２号公報

カラーフィルターの着色パターンなどを印刷形成する精密印刷の分野においては、ガラス等の被印刷体に±1μｍ以内というような、非常に高い位置精度で印刷する技術が求められている。

上記のような精密印刷を行うためのオフセット印刷装置としては、図３概要側面図及び図４概要平面図に示すものがある。
ベースフレームで構成される印刷架台１０５の両端に直線状のガイド１０６（例えばリニアガイド、あるいは凹溝）を備え、当該ガイド１０６に嵌め合い状態に装着され、ガイド１０６に沿って、印刷方向に直線的に移動可能な台車１０７を備えている。
上記台車１０７の中央部にはブランケット胴１０８が軸受けを介して回転可能な状態に軸支されている。ブランケット胴１０８の両側及び印刷架台１０５の両側には、それぞれブランケット胴１０８のベアラ１１３と印刷架台のベアラ１０９が設けられている。
印刷時にはブランケット胴１０８のベアラ１１３と印刷架台のベアラ１０９が微接した状態で、ブランケット胴１０８の上下動をベアラ面で受けながら台車１０７とともに往復移動し、印刷版１０１及び被印刷体１０３の上で、ブランケット胴１０８の軸心１１２を中心として転動し、印刷インキを転移する。
なお、ベアラ１０９，１１３が備えられておらず、また、備えられていても微接しないでブランケット胴１０８の上下動を軸受けのみで受ける場合もある。

台車１０７の移動方式としては、台車１０７をボールネジ（図示せず）に固定し、ボールネジを回転駆動させることで移動するものや、リニアモーター（図示せず）で台車１０７を移動するもの、台車１０７に接続した牽引索（図示せず）を引っ張るものがある。
ボールネジで移動するもの及び台車１０７に接続した牽引索を引っ張るものには、ブランケット胴１０８の左右にピニオンギア１１4を設け、印刷架台１０５にこれに噛み合うラックギア１１０を設けているものが多い。

印刷架台１０５には、印刷版１０１を載置固定する印刷版定盤１０２，被印刷体１０３を載置固定する被印刷体定盤１０４が配置されている。

ブランケット胴１０８は、両側に設けられたベアラ１１３が印刷架台のベアラ１０９上を真直に移動する必要がある。
しかしながら、以下の理由により、ブランケット胴１０８が印刷幅方向に揺動し、±1μｍの精度が求められる中、その揺動は無視できない。

１つには、ベアラ１０９，１１３による影響がある。
ブランケット胴１０８の上下動の支持がベアラ面で行なわれており、ベアラ１０９，１１３にわずかでもうねりがあると揺動する。

また１つには、ガイド１０６のうねりによる影響がある。
ガイド１０６の真直性にうねりがあると、台車８が揺動し、台車８に支持されたにブランケット胴１０８が結果的に揺動する。

また１つには、ブランケット胴１０８の左右にピニオンギア１１４を設け、印刷架台１０５にラックギア１１０を設けている場合には、各ギア歯の歯間ピッチのズレ（例えば1μｍ〜10μｍ程度、あるいはそれ以上）により、ブランケット胴１０８移動時の歯当たりに差が生じ、結果としてブランケット胴１０８が揺動する。

また１つには、ブランケット胴１０８に巻かれたブランケット（図示せず）に対して圧をかけて印刷インキを転移する際において、ブランケットの表面にうねりがある場合にはブランケット胴１０８が揺動する。
また、ブランケットは消耗品であり、劣化すると交換する必要があるが、ブランケット間のうねりの差により、交換時において微妙に揺動の状態が変化する。

また１つには、印刷版１０１及び被印刷体１０３の厚みのバラツキ、または表面内のうねりにより、微妙に揺動の状態が変化する。

印刷動作中のこのようなブランケット胴１０８の揺動は、被印刷体１０３に印刷される印刷画像に、印刷幅方向・印刷方向への印刷画像形状不良，印刷見当不良を発生させ、印刷品質不良を発生させる。

このような印刷品質不良が発生した際、ブランケット胴１０８の両側にピニオンギア１１４を設け、印刷架台１０５にラックギア１１０を設けている場合には、勘と経験によりラックギア１１０の位置を印刷方向または印刷幅方向に移動させ、印刷を行なった後に印刷画像の状態を確認し、その状態からラックギア１１０の移動方向及び移動量を再度推測して位置を移動させる、という繰返しにより印刷品質の精度を上げていく方法、またはリニアモーターで台車１０７を移動させるものについては、リニアモーターの速度制御変更を行なった後に印刷画像の状態を確認し、その状態から速度制御変更内容を見直し変更する、という繰返しにより印刷品質の精度を上げていく方法、などがある。
何れにしても、印刷品質不良が発生した際に即座に対応できる方法ではなく、一般的に幾日間もかけて専門の技術・知識・経験を有する者の対応が必要となる。

本発明は、かかる課題を解決することを目的としており、ブランケット胴１０８が印刷幅方向に揺動することに起因する印刷物（カラーフィルタ）の品質不良を、即座に解消することが容易な構成の印刷装置を提供するものである。

本発明（請求項１）に係るオフセット印刷装置は、図１の概要側面図および図２の概要平面図に示すように、
印刷版１を載置固定する印刷版定盤２と、
被印刷体３を載置固定する被印刷体定盤４を設けた印刷架台５と、
印刷架台５の両側に設けられたガイド６に沿って直線的に印刷方向に往復移動する台車７と、
台車７に支持され台車７とともに移動し、印刷版１及び被印刷体上３を転動するブランケット胴８を有するオフセット印刷装置であって、
台車７の印刷架台５上における印刷方向の絶対位置を測定する台車位置計測器１１を備え、台車７の印刷幅方向の揺動量を計測する揺動量計測器Ａを備えたことを特徴とするオフセット印刷装置である。

請求項２に係るオフセット印刷装置の発明は、
印刷版定盤２または被印刷体定盤４を印刷幅方向に駆動するアクチュエーターＢと、
任意の台車７の位置で、揺動量または揺動量に任意の指示値を加えた量を、アクチュエーターＢに駆動する指示を出す演算制御装置Ｃ、とを備え、
印刷版定盤２または被印刷体定盤４に対する台車７の相対的な揺動をリアルタイムに補正する手段を有することを特徴とする。

請求項１の本発明によれば、印刷架台５上の絶対位置における台車７の揺動量を把握できる。
請求項２の発明によれば、印刷時において、印刷版定盤２または被印刷体定盤４を、計測した台車７の揺動量をリアルタイムに自動で駆動できるため、ベアラ９，１３のうねり、ガイド６のうねり、ギア歯の歯間ピッチのズレ、ブランケットのうねり、印刷版１及び被印刷体３の厚みのバラツキ、その他の要因を含めた結果である、台車７の印刷版定盤２または被印刷体定盤４に対する相対的な揺動の変化を制御可能である。
また、揺動量に任意の指示値を加えた量を、アクチュエーターに駆動する指示を出す演算制御装置を備えるので、台車７とブランケット胴８の位相差を吸収し、ブランケット胴８の印刷版定盤２または被印刷体定盤４に対する揺動の変化を制御可能である。結果として、被印刷体３の印刷画像に発生する、印刷幅方向の印刷画像形成不良、印刷見当不良を抑制できる。

本発明の請求項１の発明であるオフセット印刷装置を図１及び図２に示す。
印刷架台５の印刷方向における台車７の位置を測定するため、リニアスケール等の台車位置計測器１１を設ける。
これにより、台車７に軸支されたブランケット胴８の、印刷版定盤２及び被印刷体定盤４上における位置を把握できる。台車位置計測器１１の値は、随時演算制御装置Ｃが取り込む。

印刷装置の印刷方向の一端及び台車の任意の点に、オートコリメーター、レーザー測長機等の揺動量計測器Ａを設置する。
揺動量計測器Ａ側または他端を揺動量計測の原点とし、その一端から他端に台車７が移動する間の印刷幅方向の揺動量を随時計測し、計測値は、随時演算制御装置Ｃが取り込む。

請求項２の本発明に係るオフセット印刷装置を図１及び図２を用いて説明する。
印刷版定盤２または被印刷体定盤４を印刷幅方向に駆動するアクチュエーターＢを備える。アクチュエーターＢは、ボールネジ、リニアモーター等により駆動され、精密に印刷幅方向に駆動するのであれば、その方式を問わない。
また、レーザー測長機、リニアスケール等を併設し、アクチュエータＢ自身の駆動量を正確に計測する。台車７の任意の位置で、揺動量または揺動量に任意の指示値を加えた量を、アクチュエーターＢに駆動する指示を出す演算制御装置Ｃを備える。
制御演算装置Ｃでは、台車位置計測器１１から受けた台車７の位置と、揺動量計測器Ｂの値である揺動量を対比し、即座にアクチュエーターＢに駆動指示を出し、アクチュエーターＢが台車の揺動量分だけ印刷版定盤２または被印刷体定盤４を移動させる。

指示端末Ｄでは、揺動量分のピッチとは別に独立して、アクチュエーターＢを駆動したい量及びその量を保持して移動する台車７の移動領域を手入力する。
駆動したい量は、台車７とブランケット胴の位相差に相当する。入力された値は制御演算装置Ｃに登録され、制御演算装置ＣはアクチュエーターＢに対して、台車７の揺動量に、指示端末Ｄで入力された値を加えた量を、アクチュエーターＢに駆動指示を出す。

結果として、印刷時において、台車７の揺動量をリアルタイムで把握し、リアルタイムに自動で印刷版定盤２または被印刷体定盤４を、揺動量分または揺動量に任意の量を加えた量を駆動し、台車７の印刷版定盤２または被印刷体定盤４に対する相対的な揺動を補正する。

本発明の請求項１の発明である印刷装置の実施例を、図１，図２の概要図に従って詳細に説明する。

ベースフレームで構成される印刷架台５の両端にリニアガイド６を備え、当該リニアガイド６に嵌め合い状態に装着され、それに沿って印刷動作方向に直線的に移動可能な台車７を備えている。

ブランケット胴８は、台車８のフレームに、軸受けを介して回転可能に軸支され、ブランケット胴８の一端に取り付けられた変速機（図示せず）及び電動モーター（図示せず）により回転し、電動モーターの回転速度、回転方向を制御するコントローラー（図示せず）にて制御され、正転方向、逆転方向に駆動される。

ブランケット胴８の両側及び印刷架台５の両側には、それぞれブランケット胴８のベアラ１３と印刷架台５のベアラ９が設けられている。
印刷時にはブランケット胴８のベアラ１３と印刷架台５のベアラ９が微接した状態で、ブランケット胴８の上下動をベアラ面で受けながら台車７とともに往復移動し、印刷版１及び被印刷体３の上で、ブランケット胴８の軸心１２を中心として転動し、印刷インキを転移する。
ベアラ９、１３が備えられていない印刷装置や、備えられていても微接しない状態でブランケット胴８が往復移動する場合も考えられる。

台車７の移動方式としては、実施例として、台車７をボールネジ（図示せず）に固定し、ボールネジを回転駆動させることで移動させる。
リニアモーターで台車７を移動するもの、台車７に接続した牽引索を引っ張るものなども、適宜に実施できるものである。
ブランケット胴８の左右にピニオンギア１4を設け、印刷架台５にこれに噛み合うラックギア１０を設ける。
この場合も、リニアモーターで台車７を移動する場合等においては、ピニオンギア１４、ラックギア１０を設けない場合がある。

印刷架台５には、印刷版１を載置固定する印刷版定盤２、被印刷体３を載置固定する被印刷体定盤４が配置されている。
また、図示しないが、印刷インキ供給機構の一部機構として、例えば、印刷インキ受台等が載置固定される。
印刷架台５の印刷方向における台車７の位置を測定するため、台車位置計測器１１であるリニアスケールを設ける。台車７の位置は、随時演算制御装置Ｃが取り込む。
なお、レーザー測長機等、リニアスケール以外の台車位置計測器１１でも、本発明に適用できる。

印刷装置の印刷動作前の位置である印刷方向の印刷架台５の一端に揺動量計測装置Ａの１つであるオートコリメーターを、台車７の上部にレーザーを受ける鏡を設置する。
印刷装置の印刷動作前の位置を印刷幅方向の揺動量計測の原点とし、他端に台車７が移動する間の印刷幅方向の揺動量を随時計測し、計測値を随時演算制御装置Ｃが取り込む。
なお、オートコリメーター以外の揺動量計測装置Ａでも実施できる。実施例では、印刷架台５の一端に２台のオートコリメーターを印刷方向と直交する同一線上に設置する。設置台数は測定精度に関係するため、要求精度により台数を変更する。

被印刷体定盤４の印刷幅方向の側面に、被印刷体定盤４を印刷幅方向に移動させるアクチュエーターＢを備える。
例えば、リニアモーター等の、分解能が0.05μｍ，駆動精度±0.5μｍであるアクチュエーターＢを備える。
分解能、駆動精度は、求められる印刷品質により考慮する。
エンコーダーを内蔵または併設し、自らの原点位置に復帰するほか、レーザー測長機、リニアスケール等を併設し、アクチュエーターＢ自身の駆動量を正確に計測し駆動する。
本実施例では被印刷体定盤４の側面にアクチュエーターＢを備えたが、印刷版定盤２の側面に備えても良い。また、両方に備えても良い。

制御演算装置Ｃでは、リニアスケールからの台車７の位置と、オートコリメーターからの揺動量を対比し、即座にアクチュエーターＢであるリニアモーターに駆動指示を出す。
リニアモーターは揺動量分だけ被印刷体定盤４を押し、揺動を抑える。揺動量としては、2台のオートコリメーターのうちの1台の揺動量を採用するか、2台の揺動量の平均を採用するか、平均値以外の演算方法を採用しても良く、制御演算装置Ｃが駆動量を演算する。
なお、印刷装置設置時には、台車７が印刷版定盤２、被印刷体定盤４を移動する範囲を、制御演算装置Ｃに登録し、印刷版定盤２及び被印刷体定盤４の任意の点における印刷架台５の位置を対比できるようにしておく。

以上により、台車７の被印刷体定盤４に対する相対的な揺動が抑えられるが、ベアラ９、１３のうねり、ガイド６のうねり、ギア歯の歯間ピッチのズレ、ブランケットのうねり、印刷版１及び被印刷体３の厚みのバラツキが大きい場合には、ブランケット胴８とそれを支える軸受けの公差により、微小ではあるが、ブランケット胴８が台車７とは独立して特定領域において、揺動する場合がある。
結果として、被印刷体の印刷画像が特定領域において、あるべき位置に転写できていない場合がある。

この場合、指示端末Ｄの１つであるパソコンから、揺動量分のピッチとは別に、アクチュエーターＢを、印刷画像のあるべき位置からのズレ量または任意のアクチュエーターＢを駆動したい量と、被印刷体の印刷画像があるべき位置に転写できていない印刷方向の特定領域または任意の印刷方向領域を台車７の移動領域に換算した領域を手入力する。
入力された値は制御演算装置Ｃに登録され、アクチュエーターＢに対して、台車７の揺動量に、指示端末Ｄで入力された値を加えた量を、アクチュエーターＢに駆動指示を出し、被印刷体定盤４を押す。
結果として、被印刷体３の印刷画像に発生する、印刷幅方向の印刷画像形成不良、印刷見当不良を抑制する。

なお、本発明の印刷装置における印刷インキ供給機構に関しては、特にその構造を限定するものではなく、公知の印刷装置に用いられる印刷インキ供給機構等を採用できるものである。

以上、本発明の説明では、印刷版定盤または被印刷体定盤に対するブランケット胴の相対的な位置制御のために、前者（印刷版定盤または被印刷体定盤）が搭載された台車の揺動量のみを制御する場合について行なってきたが、それに加えて、後者（ブランケット胴側）の揺動量の制御を併用しても良く、本発明の主旨を逸脱するものではない。
ブランケット胴側の揺動量制御も併用する場合、ブランケット胴を印刷幅方向に精密に押し出すアクチュエーターが、別途、台車の印刷幅方向の両側に固定され（図示せず）、アクチュエーターＢに対する駆動指示を考慮した駆動指示が出されることになる。

本発明の請求項１の発明であるオフセット印刷装置の概要側面図。 本発明の請求項１の発明であるオフセット印刷装置の概要平面図。 従来のオフセット印刷装置の概要側面図。 従来のオフセット印刷装置の概要平面図。

符号の説明

１，１０１…印刷版
２，１０２…印刷版定盤
３，１０３…被印刷体
４，１０４…被印刷体定盤
５，１０５…印刷架台
６，１０６…ガイド
７，１０７…台車
８，１０８…ブランケット胴
９，１０９…印刷架台のベアラ
１０，１１０…ラックギア
１１…台車位置計測器
１２，１１２…ブランケット胴の軸芯
１３，１１３…ブランケット胴のベアラ
１４，１１４…ピニオンギア
Ａ…揺動量計測器
Ｂ…アクチュエーター
Ｃ…演算制御装置
Ｄ…指示端末

Claims (2)

1. 印刷版を載置固定する印刷版定盤と、
   被印刷体を載置固定する被印刷体定盤を設けた印刷架台と、
   印刷架台の両側に設けられたガイドに沿って直線的に印刷方向に往復移動する台車と、
   台車に支持され台車と共に移動し、印刷版及び被印刷体上を転動するブランケット胴を有するオフセット印刷装置であって、
   台車の印刷架台上における印刷方向の絶対位置を測定する台車位置計測器を備え、台車の印刷幅方向の揺動量を計測する揺動量計測器を備えたことを特徴とするオフセット印刷装置。
2. 印刷版定盤または被印刷体定盤を印刷幅方向に駆動するアクチュエーターと、
   任意の台車の位置で、揺動量または揺動量に任意の指示値を加えた量を、アクチュエーターに駆動する指示を出す演算制御装置、とを備え、
   印刷版定盤または被印刷体定盤に対する台車の相対的な揺動をリアルタイムに補正する手段を有することを特徴とする請求項1記載のオフセット印刷装置。

Images