JP2011037169A

JP2011037169A - 印刷装置の印圧計測方法及び装置

Info

Publication number: JP2011037169A
Application number: JP2009187529A
Authority: JP
Inventors: Kengo Matsuo; 研吾松尾; Yasuhiro Arata; 康弘荒田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2011-02-24

Abstract

【課題】計測精度を向上させる。
【解決手段】ジャッキ１１により昇降可能なロール保持フレーム５のベアリングハウジング６に、下部ロール１２の上方に配した押付側印刷用ロール８のロールシャフト９を、ベアリング１０を介し回転自在に保持させる。ベアリングハウジング６におけるベアリング１０の上下両側に、圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂを与圧をかけた状態で組み込む。各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂをアンプ２４を介して計測器２５に接続する。ジャッキ１１によりロール保持フレーム５と一緒に下降させる押付側印刷用ロール８を下部ロール１２に押し付けて印圧を発生させるときに、押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０を介してベアリングハウジング６へ上向きに伝えられる印圧の反力を、上部圧力計測ユニット１６ａで計測し、その計測値を基に、計測器２５で印圧を計測させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置における圧胴、版胴、ブランケット胴等の印刷用ロールを、所要の押付対象物に、上方から所要の印圧で押し付けるように接触させて印刷処理を行う際における上記押付側の印刷用ロールの上記所要の押付対象物に対する印圧を計測するために用いる印刷装置の印圧計測方法及び装置に関するものである。

印刷装置の１つの形式としては、印刷用紙等の印刷対象の表面（印刷面）に、版面を直接接触させて印刷を行う形式のものがあり、このうち、輪転印刷機では、印刷用紙の如き印刷対象の印刷面側に位置する版胴と、非印刷面側に位置する圧胴とによって印刷対象を挟持した状態で版胴と圧胴を共に回転させることで、上記版胴を上記印刷対象の印刷面に密着させて、該版胴に設けてある印刷パターンの上記印刷対象への印刷を実施するようにしてある。

上記輪転印刷機における印刷処理を実施する際、印刷精度を高めるためには、上記版胴を、上記印刷対象を介して圧胴に対し押し付けるように接触させるときの印圧を適切に制御することが重要である。すなわち、印圧分布に差が生じると、せん断力が発生し、このせん断力が印刷ずれの原因となることから、適切な印圧の制御が重要であり、その印圧制御を行うためには、上記輪転印刷機にて印圧を計測することが必要とされる。

又、印刷装置の別の形式のものとしては、版胴又は平板状の版の版面にブランケット胴を接触させて該版面よりブランケット胴の表面に一旦インクを転写（受理）し、次いで、上記ブランケット胴を、平板状の印刷対象、あるいは、該ブランケット胴と圧胴によって挟持した印刷用紙の如き印刷対象の印刷面に押し付けるように接触させることにより、該ブランケット胴の表面のインクを上記印刷対象の印刷面に再転写（印刷）して、印刷を実施するようにしたオフセット印刷機がある。

かかるオフセット印刷機においても、前記した輪転印刷器の場合と同様に、印圧分布の差によるせん断力の発生が印刷ずれの原因となることを防いで印刷精度を高めることができるようにするためには、上記ブランケット胴を上記版面に対し押し付けるように接触させて該版面からブランケット胴への転写（受理）処理を行わせるときの印圧、及び、上記ブランケット胴を上記所要の印刷対象に対し押し付けるように接触させて該ブランケット胴から印刷対象への再転写（印刷）処理を行わせるときの印圧について、それぞれ適切に制御することが重要であり、その印圧制御を行うために、上記オフセット印刷機においても印圧を計測することが必要とされる。

図４は、従来の印刷装置の印圧計測手法の一例として、グラビア輪転印刷機における印圧計測手法の概要を示すもので、回転可能に横置きした版胴ａの上側に、圧胴ｂを平行に配置し、該圧胴ｂの軸を回転可能に支持する図示しない軸受を、図示しない印刷ユニットのフレームに上下方向に移動可能に保持させると共に、該各軸受の上側にエアシリンダｃをそれぞれ取り付けて、該各エアシリンダｃにより、上記圧胴ｂを昇降駆動できるようにし、更に、上記版胴ａの軸を回転自在に支持する図示しない軸受を、個別のロードセルｄを介してフレーム又はベースプレート等の印刷機械の固定部分ｅに支持させてなる構成としてある。

かかる構成によれば、上記各エアシリンダｃの伸長作動により、押付側の印刷用ロールとなる上記圧胴ｂを、押付対象物となる上記版胴ａに対し印刷用紙（図示せず）を介在させた状態で上方から密着させて印圧を加えた状態で印刷処理を行う際に、上記圧胴ｂより印圧によって下方へ押圧されることとなる上記版胴ａの図示しない軸受を支持する上記各ロードセルｄの検出信号に基づいて、上記印圧を計測できるとされている（たとえば、特許文献１参照）。

なお、オフセット印刷機においては、簡易的に、ブランケット胴を版や印刷対象に接触させるときにおける該ブランケット胴の表面に設けてある樹脂体（ブランケット）のつぶれ代を計測し、その寸法変化を印圧と称することが多く行われている。

ところで、近年、金属蒸着膜のエッチング等による微細加工に代えて、導電性ペーストを印刷インクとして用いた印刷技術、たとえば、凹版オフセット印刷技術を用いて基板上に液晶ディスプレイ等の電子回路を印刷して形成する手法が提案されてきている。

上記液晶ディスプレイ等の電子回路を基板に形成する場合は、電極となる線幅として、たとえば、１０μｍ程度と微細なものが要求されることがある。更に、基板上に複数の電子回路を重ね合わせて形成することがあり、この場合は版を代えて電子回路の重ね刷りを行うことになるが、印刷位置がずれると電子回路の全体構成が崩れてしまうことから、精度は対象によって多少異なるが、上記線幅を１０μｍ程度とするような精密な電子回路の場合には、重ね合わせずれを数μｍに抑えることが必要とされることもある。

そのため、上記基板上に電子回路を印刷により形成する場合は、紙等に文字や画像を印刷する通常のオフセット印刷に比して高い印刷精度が要求されることから、この場合は、非常に高精度の印圧の制御調整を行うことが必要になり、よって、印圧の計測も高精度に行うことが求められる。

特開２００３−２０５６００号公報

ところが、上記特許文献１に示された印圧計測手法では、印圧を計測するために設けてある各ロードセルｄに、初期状態で版胴ａの自重による荷重が作用しており、更に、上記版胴ａに対し圧胴ｂを押し付けるように接触させることで生じさせる印圧の計測を行う際には、上記各ロードセルｄに、上記版胴ａの自重に加えて該版胴ａの上に載置される上記圧胴ｂの自重による荷重を受けた上で、更に加えられる印圧を計測するようになるため、上記各ロードセルｄとしては、上記版胴ａの自重及び圧胴ｂの自重による荷重と、印圧の和からなる重負荷に対応する計測範囲を備えたものを用いる必要がある。

そのために、印刷処理の実施に必要とされる印圧が、版胴ａや圧胴ｂの自重による荷重よりも小さい（軽い）場合は、上記各ロードセルｄで検出される荷重全体のうち、計測対象となる印圧以外の上記版胴ａや圧胴ｂの自重による荷重が大きな部分を占めるようになることから、上記印圧の計測に実際に用いられるのは上記各ロードセルｄの有する計測範囲のうちのかなり狭い範囲のみとなってしまうため、印圧の計測精度が低下（悪化）しているのが実状である。

又、オフセット印刷機にて、ブランケット胴の樹脂体（ブランケット）のつぶれ代を計測して、その寸法変化を印圧と称する手法は、印圧を圧力（荷重）として計測するものではないことから、荷重としての印圧を高精度に計測できるものではない。

しかし、上記従来の印圧計測手法であっても、紙等に文字や画像を印刷する一般的な印刷処理を行う際の印圧の制御調整を行うために要求される程度の印圧の計測精度としては十分であったため、印圧の計測精度の更なる向上化を図る考えは従来特に提案されていないというのが実状である。したがって、従来の印圧計測手法では、たとえば、電子回路を印刷により形成する場合のように線幅が１０μｍ程度の細線を印刷するような精密印刷を実施する際に必要となる非常に高精度の印圧の制御調整を行うための印圧の計測精度を満足させるような高精度の印圧計測を行うことは困難である。

そこで、本発明は、印刷装置における圧胴、版胴、ブランケット胴等の押付側印刷用ロールを、別の印刷用ロールや、平板状の版あるいは印刷対象等の所要の押付対象物に上方から押し付けるように接触させて所要の印圧を作用させた状態で印刷処理を行う際に、上記印圧を、押付対象物の自重の影響を受けることなく高精度で計測でき、更に、上記印圧を上記押付側印刷用ロールの自重による荷重とほぼ同様とする場合であっても該印圧を精度よく計測でき、更には、上記印圧を作用させるときに、押付側印刷用ロールが回転しながら押付対象物と接触することで上記印圧の作用方向と直交する方向へ逃げる力をも計測することができて、印圧の制御調整をより高精度に行うことを可能にして、精密印刷を実施するのに有利なものとすることができる印刷装置の印圧計測方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、押付側印刷用ロールのロールシャフトをベアリングを介して回転自在に保持するベアリングハウジングを備えたロール保持フレームに、ロール押し付け機構により下向きの押し付け力を付与して、該ロール支持フレームと一体に下降させる押付側印刷用ロールを、押付対象物に所要の印圧で上側から接触させるときに、上記押付側印刷用ロールのロールシャフトよりベアリングを介してベアリングハウジングへ上向きに伝えられる上記印圧の反力の荷重を、上記ベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に組み込んだ圧力計測ユニットにより計測し、上記押付側印刷用ロールの押付対象物に対する印圧を計測する印刷装置の印圧計測方法とする。

又、請求項２に対応して、押付対象物の上方に配置した押付側印刷用ロールと、該押付側印刷用ロールのロールシャフトをベアリングを介して回転自在に保持するベアリングハウジングを備えたロール保持フレームと、該ロール保持フレームに下向きの押し付け力を付与するためのロール押し付け機構と、上記ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に組み込んだ圧力計測ユニットとを備え、更に、上記ロール押し付け機構によりロール保持フレームと一体に下向きの押し付け力が付与される押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で上側から接触させるときに上記圧力計測ユニットにより計測される上記押付側印刷用ロールのロールシャフトよりベアリングを介してベアリングハウジングへ上向きに伝えられる上記印圧の反力の荷重の計測値を基に上記印圧を計測する機能を有する計測器を備えてなる構成を有する印刷装置の印圧計測装置とする。

更に、上記構成において、ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に圧力計測ユニットを設けることに加えて、該ベアリングの下側にも圧力計測ユニットを組み込むようにした構成とする。

更に又、上記各構成において、ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングのロール軸方向と直交する水平方向の両側に圧力計測ユニットを組み込むようにした構成とする。

上述の各構成において、ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの周りに組み込んだ圧力計測ユニットに、与圧を与えるようにした構成とする。

本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）押付側印刷用ロールのロールシャフトをベアリングを介して回転自在に保持するベアリングハウジングを備えたロール保持フレームに、ロール押し付け機構により下向きの押し付け力を付与して、該ロール支持フレームと一体に下降させる押付側印刷用ロールを、押付対象物に所要の印圧で上側から接触させるときに、上記押付側印刷用ロールのロールシャフトよりベアリングを介してベアリングハウジングへ上向きに伝えられる上記印圧の反力の荷重を、上記ベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に組み込んだ圧力計測ユニットにより計測し、上記押付側印刷用ロールの押付対象物に対する印圧を計測するようにする印刷装置の印圧計測方法及び装置としてあるので、ロール押し付け機構により押付側印刷用ロールを押付対象物に押し付けて印圧を発生させるときに、上記圧力計測ユニットより出力される計測値を基に上記印圧を計測することができる。
（２）上記印圧の計測を行う際、上記圧力計測ユニットによる計測値は、押付側印刷用ロールの自重及び下部ロールの自重による影響を受けることがないため、該圧力計測ユニットによる計測値を基に、上記押付側印刷用ロールや下部ロールの自重による荷重よりも小さい（軽い）印圧であっても精度よく計測することができる。
（３）したがって、上記圧力計測ユニットによる計測値を基に計測される印圧に基づいて上記押付側印刷用ロールのロール押し付け機構の制御を行なうようにすることで、上記押付側印刷用ロールの押付対象物に対する印圧の制御調整を精密に行なうことが可能になるため、印圧分布の差によるせん断力の発生を抑えることができて、印刷ずれを防いで印刷精度を高めることができる。これにより、電子回路を印刷により形成する場合のように、たとえば、線幅が１０μｍ程度の細線を印刷するような精密印刷の実施に有利なものとすることができる。
（４）ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に圧力計測ユニットを設けることに加えて、該ベアリングの下側にも圧力計測ユニットを組み込むようにした構成とすることにより、押付側印刷用ロールの自重付近の印圧の計測を良好に行うことが可能になる。
（５）ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングのロール軸方向と直交する水平方向の両側に圧力計測ユニットを組み込むようにした構成とすることにより、所要の印圧を発生させるために上記押付側印刷用ロールにロール押し付け機構より作用させる力が、押付側印刷用ロールが押付対象物の移動に引きずられる等して前後水平方向に逃げるようになる場合は、その前後水平方向に逃げる力を上記ベアリングのロール軸方向と直交する水平方向の両側に設けた圧力計測ユニットで計測することができるため、この前後水平方向に逃げる力の分を追加補正することで、より精密な印圧の制御調整を行うことが可能になる。
（６）ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの周りに組み込んだ圧力計測ユニットに、与圧を与えるようにした構成とすることにより、圧力計測ユニットに荷重が掛からずに計測値がゼロとなる状態を回避することができるため、圧力計測ユニットの内側でベアリングが機械的にがたつく虞を未然に防止できる。

本発明の印刷装置の印圧計測方法及び装置の実施の一形態を示す概略正面図である。図１の印圧計測装置におけるロール保持フレームのベアリングハウジングの部分を拡大して示す切断側面図である本発明の実施の他の形態を示す図２に対応する図である。従来の印刷装置における印圧計測手法の一例として、グラビア輪転印刷機における印圧計測手法の概要を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の印刷装置の印圧計測方法及び装置の実施の一形態として、押付側印刷用ロールと、押付対象物としての下部ロールを備えた形式の輪転印刷機に適用する場合の例を示すもので、以下のようにしてある。

すなわち、印刷装置の架台１上の所要個所に、上下方向に延びる左右一対のコラム３と、水平方向に延びて上記各コラム３の上端部同士を連結する梁部材４とからなる門型のフレーム２を設ける。

更に、所要間隔を隔てて配置した左右一対のベアリングハウジング６を、左右方向に延びる連結部材７で一体に連結してロール保持フレーム５を形成し、該ロール保持フレーム５の上記左右の各ベアリングハウジング６に、水平方向に延びる押付側印刷用ロール８の両端に設けてあるロールシャフト（回転軸）９を、ベアリング１０を介して回転自在に保持させる。

上記ロール保持フレーム５は、上記門型フレーム２の内側の所要高さ位置に配置して、該門型フレーム２の各コラム３に図示しない上下方向のリニアガイド機構を介して上下方向移動可能に取り付ける。更に、上記門型フレーム２の梁部材４において、上記押付側印刷用ロール８の軸心方向両端部と対応する上記ロール保持フレーム５の左右方向の両端部、たとえば、該ロール保持フレーム５の左右の各ベアリングハウジング６の上方となる個所に、ロール押し付け機構としてのジャッキ１１を、下向きにそれぞれ設置すると共に、該各ジャッキ１１の作動ロッドの下端部を、上記ロール保持フレーム５の左右の各ベアリングハウジング６の上側にそれぞれ連結する。

上記押付側印刷用ロール８の直下位置には、押付対象物として、たとえば、下部ロール１２を平行に配置して、その軸心方向両端部のロールシャフト（回転軸）１３を、上記架台１上に設けたブラケット１４に回転自在に支持させる。これにより、上記各ジャッキ１１を収縮作動させた状態では、上記ロール保持フレーム５の左右の各ベアリングハウジング６と一体に上記押付側印刷用ロール８を、上記下部ロール１２より所要寸法上方に離反する位置まで上昇させることで、上記押付側印刷用ロール８と上記下部ロール１２との間に通して配置する印刷対象としての図示しない印刷用紙を、上記押付側印刷用ロール８より離反させることができるようにして、印刷処理を停止させることができるようにしてある。

一方、上記各ジャッキ１１を伸長作動させると、上記ロール保持フレーム５と一体に上記押付側印刷用ロール８を、上記下部ロール１２の上側に、上記印刷対象としての図示しない印刷用紙を介在させた状態で接する位置まで下降させることができるようにしてあり、この状態から、上記各ジャッキ１１の伸長作動を更に行わせることで、該各ジャッキ１１の伸長作動力により上記ロール保持フレーム５の左右の各ベアリングハウジング６を介し上記押付側印刷用ロール８に下向きの押し付け力を作用させることで、該押し付け力により下向きに付勢される上記押付側印刷用ロール８を、上記下部ロール１２へ押し付けるようにして所要の印圧を発生させることができるようにしてある。

更に、図２に示すように、上記ロール保持フレーム５の左右の各ベアリングハウジング６内にて、上記押付側印刷用ロール８のロールシャフト９を回転自在に保持するベアリング１０の周りに、該ベアリング１０を保護するためのベアリングガードリング１５を一体に取り付けると共に、該ベアリングガードリング１５の上端部の上側と下端部の下側に、上部圧力計測ユニット１６ａと下部圧力計測ユニット１６ｂをそれぞれ組み込んだ構成とする。

詳述すると、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂは、上記ベアリングハウジング６の中心寄りに配置される一端側から、ベアリングハウジング６の外周寄りに配置される他端側へ、一端部に上記ベアリングガードリング１５の外周面に沿って湾曲する嵌め合い面を備えた金属製の内周側部材１７と、圧電素子１８と、金属製の外周側部材１９とを順に一列に配置して、該各部材１７と１８と１９を一体に連結してなる構成としてある。これにより、該各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂでは、上記内周側部材１７と圧電素子１８と外周側部材１９を配列した方向の両側から圧力が作用すると、該作用する圧力の大きさに応じた電圧を上記圧電素子１８より出力できるようにしてある。

更に、上記ロール保持フレーム５の左右の各ベアリングハウジング６の中央部に上記ベアリング１０及びベアリングガードリング１５を収納するために設けてある円筒状のベアリング収納部２０の上端部と下端部に、上向きに所要の深さ寸法を有する上部計測ユニット装着穴２１ａと下向きに所要の深さ寸法を有する下部計測ユニット装着穴２１ｂをそれぞれ設けて、該上部と下部の各計測ユニット装着穴２１ａ，２１ｂに、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂをそれぞれ挿入して装着する。且つ上記押付側印刷用ロール８の各ロールシャフト９を保持する各ベアリング１０とその外周に取り付けた上記各ベアリングガードリング１５を、上記左右の各ベアリングハウジング６のベアリング収納部２０の内側に配置すると共に、上記各計測ユニット装着穴２１ａと２１ｂにそれぞれ装着した上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂにおける内周側部材１７の嵌め合い面同士の間（内側）に、上記各ベアリングガードリング１５の上端部と下端部の外周面をそれぞれ密着させて保持させた構成としてある。なお、上記各ベアリングハウジング６のベアリング収納部２０の内径寸法は、上記各ベアリングガードリング１５の外径寸法よりもやや大きな径となるようにしてある。これにより、上記押付側印刷用ロール８の各ロールシャフト９より各ベアリング１０を経て上記各ベアリングガードリング１５に作用する上向きの荷重は、上記上部圧力計測ユニット１６ａを介して対応するベアリングハウジング６へ伝えると同時に、該上向きの荷重の大きさを上記上部圧力計測ユニット１６ａで計測できるようにしてある。又、上記押付側印刷用ロール８の各ロールシャフト９より各ベアリング１０を経て上記各ベアリングガードリング１５に作用する下向きの荷重は、上記下部圧力計測ユニット１６ｂを介して対応するベアリングハウジング６へ伝えると同時に、該下向きの荷重の大きさを上記下部圧力計測ユニット１６ｂで計測できるようにしてある。

上記各ベアリングハウジング６に設けた上部と下部の各計測ユニット装着穴２１ａ，２１ｂの奥側の端部には、該各ベアリングハウジング６の外面に貫通するねじ穴２２をそれぞれ設け、該各ねじ穴２２に外側よりボルト２３をそれぞれ螺着させて、該各ボルト２３の先端部が上記上部と下部の各計測ユニット装着穴２１ａ，２１ｂに装着してある上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂの外周側部材１９の他端面に突き当たるようにし、更にこの状態から、上記各ボルト２３をそれぞれ所要量締め込むことで、上記各計測ユニット装着穴２１ａと２１ｂにそれぞれ装着し且つ内周側部材１７の嵌め合い面を上記ベアリングガードリング１５の外周面に密着させてある上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂに、所要の予圧を与えるようにしてある。これにより、上記押付側印刷用ロール８を上記下部ロール１２の上側に印刷対象としての図示しない印刷用紙を介在させた状態で接触させて該押付側印刷用ロール８の自重とそのロールシャフト９の外周に配された上記ベアリング１０及び各ベアリングガードリング１５の自重が上記下部ロール１２によってちょうど支持された状態となる場合であっても、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂに、ある程度の荷重が作用するようにしてある。よって、上記各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂの計測値が同時にゼロとなる状態を回避することで、該各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂの間で上記ベアリングガードリング１５が上下方向に機械的にがたつく虞が生じないようにしてある。

上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂは、図１に示すように、チャージアンプ等のアンプ２４を介し計測器２５に接続して、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂより作用する荷重の大きさに応じてそれぞれ出力される電圧を、上記アンプ２４により増幅して上記計測器２５に入力させるようにする。

上記計測器２５は、上記上部圧力計測ユニット１６ａにより計測される上向きの荷重と、上記下部圧力計測ユニット１６ｂにより計測される下向きの荷重について、上記押付側印刷用ロール８の自重とそのロールシャフト９の外周に配された上記ベアリング１０及び各ベアリングガードリング１５の自重が上記下部ロール１２によってちょうど支持された状態を基準として較正することで、上記押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０とベアリングガードリング１５を介してロール保持フレーム５に作用する上下方向の荷重を求めることができるようにしてある。

更に又、図２に示すように、上記各ベアリングハウジング６のベアリング収納部２０におけるロール軸方向と直交する前後方向の両端部に、横向きに所要の深さ寸法を有する計測ユニット装着穴２６ａ，２６ｂをそれぞれ設け、該各計測ユニット装着穴２６ａ，２６ｂに、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂと同様の内周側部材１７と圧電素子１８と外周側部材１９からなる構成を有する水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂをそれぞれ挿入して装着して、該各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂの内周側部材１７の嵌め合い面同士の間（内側）に、上記各ベアリングガードリング１５の前後両端部の外周面をそれぞれ密着させて保持させた構成としてある。これにより、上記押付側印刷用ロール８の各ロールシャフト９より各ベアリング１０を経て上記各ベアリングガードリング１５に作用する前後水平方向の荷重を、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂを介して対応するベアリングハウジング６へ伝えるときに、該荷重の大きさを各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂで計測できるようにしてある。

なお、上記各ベアリングハウジング６に設けた前後の各計測ユニット装着穴２６ａ，２６ｂにも、上記上部と下部の各計測ユニット装着穴２１ａ，２１ｂと同様のねじ穴２２をそれぞれ設けると共に、該各ねじ穴２２に、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂに与圧を付与するためのボルト２３が取り付けてある。これにより、上記押付側印刷用ロール８が前後方向の中立状態になる場合であっても、上記前後の各水平方向圧力計測ユニット２７ａと２７ｂに、ある程度の荷重が作用するようにして、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａと２７ｂの計測値が同時にゼロとなる状態を回避することで、該各水平方向圧力計測ユニット２７ａと２７ｂの間で上記ベアリングガードリング１５が前後方向に機械的にがたつく虞が生じないようにしてある。

なお、図示してないが、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂは、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂと同様に、チャージアンプ等のアンプ２４を介し計測器２５に接続して、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａと２７ｂより作用する荷重の大きさに応じてそれぞれ出力される電圧を、上記アンプ２４により増幅して上記計測器２５に入力させるようにしてあり、上記計測器２５にて、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂにより計測される前後方向の荷重を、該各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂに付与した与圧で較正することで、上記押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０とベアリングガードリング１５を介してロール保持フレーム５に作用する前後方向の荷重を求めることができるようにしてあるものとする。

２８は上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂの各外周側部材１９の他端部に設けた溝であり、該溝２８にそれぞれ対応する与圧付与用のボルト２３の先端部を受けて位置決めすることができるようにしてある。又、２９は上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂの与圧付与用のボルト２３に取り付けた緩み止めナットであり、上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂへ所要の与圧を付与した時点でそれぞれ対応するボルト２３に該緩み止めナット２９を締め込むことで、上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂへ付与した与圧を保持できるようにしてある。

以上の構成としてある本発明の印刷装置の印圧計測装置を装備した印刷装置にて、上記各ジャッキ１１を収縮作動させて、ロール保持フレーム５に保持した上記押付側印刷用ロール８を、上記下部ロール１２の上方における該下部ロール１２より所要寸法離反した位置まで引き上げて印刷処理を停止している状態のときには、上記下部圧力計測ユニット１６ｂに、上記ロール保持フレーム５に吊り下げられる押付側印刷用ロール８の自重と、そのロールシャフト９の外周のベアリング１０及びベアリングガードリング１５の自重による荷重が与圧分の荷重が足された状態で作用するようになる。よって、上記計測器２５では、較正により与圧分の荷重が除かれることで、上記押付側印刷用ロール８とベアリング１０とベアリングガードリング１５の自重分のみの荷重が計測されるようになる。

この状態で、上記各ジャッキ１１を伸長作動させて、ロール保持フレーム５に保持した押付側印刷用ロール８を下降させ、該下降する押付側印刷用ロール８が上記下部ロール１２の上側に図示しない印刷用紙を介在した状態で接するようになると、上記押付側印刷用ロール８とベアリング１０とベアリングガードリング１５の自重分が、上記下部ロール１２に徐々に受けられるようになるため、上記下部圧力計測ユニット１６ｂに作用していた荷重が徐々に減少し、上記各ジャッキ１１の伸長作動に伴って上記押付側印刷用ロール８とベアリング１０とベアリングガードリング１５の自重分がすべて上記下部ロール１２に受けられて支持されるようになる時点で、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂの間で、上記ベアリングガードリング１５が上下方向の中立位置に配置されるようになる。この場合であっても、上記したように上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂには予め所要の与圧が付与してあるため、それぞれの計測値が同時にゼロとなることはないが、上記計測器２５では、上記上部と下部の各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂの計測値を該各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂに予め付与してある与圧で較正することで、上記押付側印刷用ロール８が、その自重とベアリング１０及びベアリングガードリング１５の自重分による荷重のみで上記下部ロール１２に支持されている状態、すなわち、上記各ジャッキ１１の伸長作動力によって作用させる印圧がゼロの状態が計測されるようになる。

その後、上記各ジャッキ１１を更に伸長作動させて、上記下部ロール１２に図示しない印刷用紙を介して接触している上記押付側印刷用ロール８を、ロール保持フレーム５と一緒に下向きに付勢すると、該押付側印刷用ロール８が下向きの押し付け力により上記下部ロール１２へ押し付けられることで印圧が発生する。

この際、上記ロール保持フレーム５の各ベアリングハウジング６は上記各ジャッキ１１により上下方向の位置が保持されるため、上記押付側印刷用ロール８より上記下部ロール１２に対して作用させる印圧の反力が、上記押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０とベアリングガードリング１５を経て、上部圧力計測ユニット１６ａに上向きの荷重として与圧分の荷重が足された状態で作用するようになる。よって、上記計測器２５では、較正により与圧分の荷重が除かれることで、上記押付側印刷用ロール８より下部ロール１２へ作用させている印圧の荷重が計測されるようになる。

更に、上記押付側印刷用ロール８を回転させた状態で図示しない印刷用紙を介して下部ロール１２と所要の印圧で接触させて印刷処理を行う際に、押付側印刷用ロール８と上記下部ロール１２との回転速度に差が生じる等して、押付側印刷用ロール８の周速と上記図示しない印刷用紙の移動速度に差が生じると、上記押付側印刷用ロール８には、前後水平方向に上記印刷用紙に引きずられる力が作用するようになるが、このような前後水平方向の力が押付側印刷用ロール８に作用する場合は、該押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０とベアリングガードリング１５を経て、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂに、前後水平方向の荷重として与圧分の荷重が足された状態で作用するようになる。よって、上記計測器２５では、上記各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂの計測値より較正により与圧分の荷重が除かれることで、上記押付側印刷用ロール８に作用している前後水平方向の荷重が計測されるようになる。

このように、本発明の印刷装置の印圧計測方法及び装置によれば、上記各ジャッキ１１の作動により上記押付側印刷用ロール８を下部ロール１２に印刷対象となる図示しない印刷用紙を介在させた状態で押し付けて印圧を発生させるときに、上記上部計測ユニット１６ａより出力される計測値を基に上記印圧を計測することができる。

更に、上記印圧の計測を行う際、上記上部計測ユニット１６ａによる計測値は、上記押付側印刷用ロール８の自重及び下部ロール１２の自重による影響を受けることがなく、更には、印圧がゼロの場合であっても、上記上部計測ユニット１６ａが与圧による所要の計測値を出力するようにしてあるため、上記押付側印刷用ロール８や下部ロール１２の自重による荷重よりも小さい（軽い）印圧であっても精度よく計測することができる。

したがって、図１に二点鎖線で示す如く、上記計測器２５より入力される印圧の計測値を基に、上記押付側印刷用ロール８のロール押し付け機構となるジャッキ１１に制御指令を与えるジャッキ制御装置３０を設けた構成とすることにより、上記押付側印刷用ロール８の下部ロール１２に対する印圧の制御調整を従来に比してより精密に行うことが可能になるため、印刷精度を高めることができて、電子回路を印刷により形成する場合のように、たとえば、線幅が１０μｍ程度の細線を印刷するような精密印刷の実施に有利なものとすることができる。

しかも、印刷処理時に、所要の印圧を発生させるために上記押付側印刷用ロール８に各ジャッキ１１より作用させる力が、押付側印刷用ロール８が印刷用紙に引きずられる等の現象に起因して前後水平方向に逃げるようになる場合は、その前後水平方向に逃げる力を各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂで計測することができるため、この前後水平方向に逃げる力の分を追加補正することで、より精密な印圧の制御調整を行うことができる。

次に、図３は本発明の実施の他の形態として図１及び図２の実施の形態の応用例を示すもので、図１及び図２に示したと同様の構成において、各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂを、内周側部材１７と圧電素子１８と外周側部材とからなる構成とすることに代えて、各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂを、ベアリングハウジング６の中心寄りに配置される一端部とベアリングハウジング６の外周寄りに配置される他端部との間に断面積が予め正確に分かる中間部を備えた構成としてある計測用構造体３１と、該計測用構造体３１の中間部の側面に取り付けて該中間部に生じる歪変形の歪量（変形量）を検出して電位あるいは電荷に変換するための歪みゲージ３２とからなる構成としたものである。

更に、図示してないが、上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂの各歪みゲージ３２を、図１に示したと同様のチャージアンプ等のアンプ２４を介し計測器２５に接続して、上記各歪みゲージ３２より対応する計測用構造体３１の中間部の歪変形の歪量に応じて出力される電位あるいは電荷を、上記アンプ２４により増幅し電圧にして上記計測器２５に入力させる構成としてあるものとする。

その他の構成は図１及び図２に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

本実施の形態によれば、ベアリングハウジング６に取り付けてある上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂに、押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０とベアリングガードリング１５を介して荷重が作用すると、計測用構造体３１の断面形状が正確に分かっている中間部に、作用する荷重の大きさに応じた圧縮方向の歪みが生じ、歪みゲージ３２より上記中間部に生じた歪量に応じた電位あるいは電荷が出力されるようになることから、上記計測器２５では、上記各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂに作用した荷重の大きさを計測できるようになる。

したがって本実施の形態によっても、上記各圧力計測ユニット１６ａと１６ｂ及び２７ａと２７ｂに、押付側印刷用ロール８のロールシャフト９よりベアリング１０とベアリングガードリング１５を介して作用する上下方向及び前後水平方向の荷重を計測できるため、図１及び図２の実子の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、押付側印刷用ロール８を、下向きに付勢した状態で、その下方に配置した押付対象物としての下部ロール１２に図示しない印刷用紙を介して上方から接触させる場合の適用例を示したが、押付側印刷用ロール８は、印刷装置で印刷処理時に使用するロールであれば、版胴、圧胴、ブランケット胴のいずれであってもよい。

よって、押付側印刷用ロール８を版胴として、その下方に配置した押付対象物となる圧胴に印刷用紙等の印刷対象を介在させた状態で接触させる場合や、押付対象物としてのブランケット胴に直接接触させる場合や、押付対象物として平板状の印刷対象に直接接触させる場合に適用してよい。

又、押付側印刷用ロール８を圧胴として、その下方に配置した押付対象物となる版胴やブランケット胴に印刷用紙等の印刷対象を介して上方より接触させる場合に適用してもよい。

更に、押付側印刷用ロール８をブランケット胴として、その下方に配置した押付対象物となる版胴に上方より直接接触させる場合、押付対象物となる圧胴に印刷用紙等の印刷対象を介して上方より接触させる場合、更には、押付対象物となる平板状の版や印刷対象に上方より直接接触させる場合に適用してもよい。

更に又、印刷装置にて、押付側印刷用ロール８を、その下方に配置してある所要の押付対象物に印圧を作用させながら押し付けるように接触させて印刷処理を実施する場合であれば、押付側印刷用ロール８と押付対象物の組み合わせはいかなるものであってもよい。

印刷対象は印刷用紙以外のものであってもよい。

各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂとしてロードセルを用いるようにしてもよい。

各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂをベアリングガードリング１５の外側の上下前後の所定の位置に配置した状態でベアリングハウジング６に組み込むことができるようにしてあれば、該各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂのベアリングハウジング６への取付構造は、該ベアリングハウジング６におけるベアリング収納部２０の上下前後の各位置に設けた各計測ユニット装着穴２１ａ，２１ｂ，２６ａ，２６ｂに挿入して装着する以外のいかなる形式の取付構造を採用してもよい。

押付側印刷用ロール８に作用する前後水平方向の荷重を計測する必要がない場合は、各水平方向圧力計測ユニット２７ａ，２７ｂは省略した構成としてもよい。

又、印刷処理を実施する際に押付側印刷用ロール８を押付対象となる下部ロール１２に押し付けることで発生させる印圧が、上記押付側印刷用ロール８の自重よりも大幅に大きい場合は、下部圧力計測ユニット１６ｂを省略した構成としてもよい。

各圧力計測ユニット１６ａ，１６ｂ，２７ａ，２７ｂの外形は押付側印刷用ロール８のロールシャフト９の径寸法や、ロール保持フレーム５の各ベアリングハウジング６のサイズ等に応じて適宜変更してもよい。

ロール保持フレーム５は、その左右両端部に一対のベアリングハウジング６を備えていれば図示した以外の構成としてもよい。又、上記押付側印刷用ロール８の形式に応じて、上記ロール保持フレーム５に、上記押付側印刷用ロール８を回転駆動するための駆動機構を備えるようにしてもよい。

押付側印刷用ロール８を所要の押付対象物に押し付けるためのロール押し付け機構としては、ロール保持フレーム５の各ベアリングハウジング６の上側に個別に取り付けたジャッキ１１を例示したが、上記押付側印刷用ロール８を所定の昇降範囲で昇降させることができると共に、該押付側印刷用ロール８を所要の押付対象物に対し所要の印圧で密着させることができるようにしてあれば、ジャッキ１１の設置個所や設置数は適宜変更してもよく、更には、ジャッキ以外のいかなる形式のロール押し付け機構を採用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

５ロール保持フレーム
６ベアリングハウジング
８押付側印刷用ロール
９ロールシャフト
１０ベアリング
１１ジャッキ（ロール押し付け機構）
１２下部ロール（押付対象物）
１６ａ上部圧力計測ユニット（圧力計測ユニット）
１６ｂ上部圧力計測ユニット（圧力計測ユニット）
２５計測器
２７ａ上部圧力計測ユニット（圧力計測ユニット）
２７ａ上部圧力計測ユニット（圧力計測ユニット）

Claims

押付側印刷用ロールのロールシャフトをベアリングを介して回転自在に保持するベアリングハウジングを備えたロール保持フレームに、ロール押し付け機構により下向きの押し付け力を付与して、該ロール支持フレームと一体に下降させる押付側印刷用ロールを、押付対象物に所要の印圧で上側から接触させるときに、上記押付側印刷用ロールのロールシャフトよりベアリングを介してベアリングハウジングへ上向きに伝えられる上記印圧の反力の荷重を、上記ベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に組み込んだ圧力計測ユニットにより計測し、上記押付側印刷用ロールの押付対象物に対する印圧を計測することを特徴とする印刷装置の印圧計測方法。
押付対象物の上方に配置した押付側印刷用ロールと、該押付側印刷用ロールのロールシャフトをベアリングを介して回転自在に保持するベアリングハウジングを備えたロール保持フレームと、該ロール保持フレームに下向きの押し付け力を付与するためのロール押し付け機構と、上記ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に組み込んだ圧力計測ユニットとを備え、更に、上記ロール押し付け機構によりロール保持フレームと一体に下向きの押し付け力が付与される押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で上側から接触させるときに上記圧力計測ユニットにより計測される上記押付側印刷用ロールのロールシャフトよりベアリングを介してベアリングハウジングへ上向きに伝えられる上記印圧の反力の荷重の計測値を基に上記印圧を計測する機能を有する計測器を備えてなる構成を有することを特徴とする印刷装置の印圧計測装置。
ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの上側に圧力計測ユニットを設けることに加えて、該ベアリングの下側にも圧力計測ユニットを組み込むようにした請求項２記載の印刷装置の印圧計測装置。
ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングのロール軸方向と直交する水平方向の両側に圧力計測ユニットを組み込むようにした請求項２又は３記載の印刷装置の印圧計測装置。
ロール保持フレームのベアリングハウジングにおけるベアリングの周りに組み込んだ圧力計測ユニットに、与圧を与えるようにした請求項２、３又は４記載の印刷装置の印圧計測装置。