JP2020179614A - 印刷システムおよび印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するガラス製あるいはプラスチック製の容器やボトルなどのワークの側面に対し、担持体に担持された記録材料を高精度に印刷する。【解決手段】ワークを回転対称軸まわりに回転自在に保持するワーク保持装置と、 担持体に対してワーク保持装置を相対的に移動させてワークの側面を担持体に押し当てる移動装置と、ワーク保持装置に保持されるワークの回転にブレーキをかけるブレーキ装置と、ブレーキ装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、ワークの側面が担持体に押し当てられる際にワークの回転にブレーキをかけておく一方、ワークの側面への記録材料の印刷時にはブレーキを解除するブレーキ制御部を有している。【選択図】図６

Description

この発明は、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するガラス容器やプラスチック容器などのワークの側面に印刷を行う印刷システムおよび印刷方法に関するものである。

例えば化粧品などの付加価値の高い商品を収容するガラス製やプラスチック製の容器やボトルなどにおいては、当該容器等の側面に対して高品質な印刷を施すことが近年望まれている。このようなニーズに対応するために、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するガラス容器やプラスチック容器などの容器（本発明の「ワーク」の一例に相当）については、グラビアオフセット印刷によりワークの側面（容器の胴部）に高精度な印刷を行うことが提案されている。すなわち、印刷装置において凹版にインクを充填させてインクパターンを形成し、当該インクパターンを円筒状のブランケットロールの表面に受理させる。そして、印刷システムでは、同印刷装置でインクパターン（本発明の「記録材料」の一例に相当）を担持するブランケットロール（本発明の「担持体」の一例に相当）に対してワークの側面を押し当てて当接させた後、その当接状態を維持しながら回転対称軸まわりにワークを回転させることで、ブランケットロール上のインクパターンがワークに転写される。また、印刷装置を複数装備する印刷システムでは、互いに異なる複数の印刷装置の間でワークを移動させ、複数層のインクパターンをワークの側面で互いに重ね合せることで多色印刷が実現される（特許文献１や特許文献２など）。

国際公開２００９／０４４５６９号 特開２００９−１０１６０５号公報

高精度な印刷を行うために、当該印刷前にワークの回転方向においてワークをブランケットロールに対して位置合せしている。そして、位置合せの完了後にブランケットロールに対してワークの側面が押し当てられるが、その際にワークが回転対称軸まわりに回転してしまうと、ワークの側面に対してインクパターンが所望位置からずれて印刷されてしまう。いわゆるアライメントズレが発生して印刷精度の低下を招いてしまう。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するガラス製あるいはプラスチック製の容器やボトルなどのワークの側面に対し、担持体に担持された記録材料を高精度に印刷することができる印刷システムおよび印刷方法を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、記録材料を担持する担持体に対し、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するワークの側面を押し当てた状態でワークを回転対称軸まわりに回転させて記録材料をワークの側面に転写して印刷する印刷システムであって、ワークを回転対称軸まわりに回転自在に保持するワーク保持装置と、担持体に対してワーク保持装置を相対的に移動させてワークの側面を担持体に押し当てる移動装置と、ワーク保持装置に保持されるワークの回転にブレーキをかけるブレーキ装置と、ブレーキ装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、ワークの側面が担持体に押し当てられる際にワークの回転にブレーキをかけておく一方、ワークの側面への記録材料の印刷時にはブレーキを解除するブレーキ制御部を有することを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、印刷方法であって、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するワークをワーク保持装置により回転対称軸まわりに回転自在に保持する保持工程と、記録材料を担持する担持体に対し、ワークを保持するワーク保持装置を相対的に移動させてワークの側面を担持体に押し当てる押当工程と、ワークを回転対称軸まわりに回転させて記録材料をワークの側面に転写して印刷する印刷工程と、を備え、押当工程においてはワーク保持装置に保持されるワークの回転にブレーキをかける一方、印刷工程においてはブレーキを解除することを特徴としている。

このように構成された発明では、ワークの側面を担持体に押し当てる際に、ワークの回転にブレーキがかけられている。このため、ワークの側面が担持体に当接した際のワークの回転が防止され、アライメントズレの発生がなくなる。一方、ワークの側面への記録材料の印刷時にはブレーキは解除され、印刷処理が良好に行われる。

以上のように、本発明によれば、ワークの側面を担持体に押し当てる際に、ワークの回転にブレーキをかけているため、アライメントズレの発生が防止され、担持体に担持された記録材料をワークの側面に対して高精度に印刷することができる。

本発明に係る印刷システムの第１実施形態を示す模式図である。 版ステージユニットおよびインク充填ユニットの構成を示す図である。 ボトル保持装置およびボトル保持装置に保持されたボトルの構成を示す図である。 はボトル保持装置に装備される回転駆動部の構成および回転駆動部を作動させるための電気的構成を模式的に示す図である。 図３に示すボトル保持装置の側面図である。 図１に示す印刷システムにおける装置各部の印刷動作の一例を示すタイミング図である。 本発明に係る印刷システムの第２実施形態における装置各部の印刷動作の一例を示すタイミング図である。 本発明に係る印刷システムの第３実施形態における装置各部の印刷動作の一例を示すタイミング図である。

図１は本発明に係る印刷システムの第１実施形態を示す模式図である。この印刷システム１００は、例えばガラス製の容器やボトル、樹脂製の容器やボトル等、回転対称軸（図３の符号ＡＲ）まわりに回転対称な形状を有する物品（以下においては、これら総称して「ボトルＢ」と称する）の側面Ｂａに印刷を行うためのシステムであり、ボトルＢが本発明の「ワーク」の一例に相当し、ボトルＢを保持するためのボトル保持装置が本発明の「ワーク保持装置」の一例に相当している。ここで、各図における方向を統一的に示すために、図１に示すようにＸＹＺ直交座標系を設定する。例えばＸＹ平面を水平面、Ｚ軸を鉛直軸と考えることができる。以下においては（−Ｚ）方向を鉛直下向きとする。また、以下の各図において構成要素の近傍に付された点線矢印は、当該構成要素の動きを示すものである。

印刷システム１００は、ボトルＢの側面Ｂａに対し、それぞれが１つのインク色で印刷を行う２組の印刷装置、すなわち第１の印刷装置１０１および第２の印刷装置１０２を備えている。したがって、この印刷システム１００はボトルＢの側面Ｂａに対して２色印刷を行うことができる。なお、印刷装置を１組とした単色印刷システム、あるいは印刷装置を３組以上備えた多色印刷システムを構成することも可能である。

第１の印刷装置１０１および第２の印刷装置１０２は、版ステージユニット１、インク充填ユニット２、転写ユニット３および仮硬化ユニット４をそれぞれ備えている。これらの各ユニットは、（−Ｙ）方向側から（＋Ｙ）方向側に向けて上記の順番で並べて配置される。また、第２の印刷装置１０２の近傍には本硬化装置２００が設けられている。これら第１の印刷装置１０１、第２の印刷装置１０２、本硬化装置２００およびボトル着脱ステーション（図示省略）の間で、ボトルＢはボトル保持装置３００で保持された状態でボトル搬送装置４００により循環搬送される。なお、本実施形態では、ボトル保持装置３００に対するボトルＢの装着および取り外しは上記ボトル着脱ステーションにてオペレータによる手動作業によって行われる。一方、それ以外の作業を自動化するために、印刷システム１００はさらに、これらの各ユニット動作を制御する制御装置９００を備えている。

第１の印刷装置１０１および第２の印刷装置１０２は、以下に説明するように、同じ構成を有し、同様の動作を実行する。また、ボトル保持装置３００の構成および動作については後で詳述する。

印刷システム１００における印刷処理は、
（１）版ステージユニット１およびインク充填ユニット２による光硬化性インクを用いたインクパターンの形成、
（２）インクパターンの転写ユニット３への転写（記録材料の受理）、
（３）インクパターンの転写ユニット３からボトルＢの側面Ｂａへの転写、
（４）仮硬化ユニット４からの光照射によるインクの仮硬化、
の各工程からなる単色印刷動作を各印刷装置１０１，１０２でそれぞれ実行した後、
（５）本硬化装置２００によるインクの本硬化、
を実行することにより完結する。

より具体的には、ボトルＢはボトル着脱ステーションでオペレータによる手動操作にてボトル保持装置３００に着脱される。つまり、印刷済のボトルＢがボトル保持装置３００から取り外された後で印刷すべきボトルＢがボトル保持装置３００に装着される。こうして装着されたボトルＢはボトル保持装置３００より回転対称軸まわり回転自在に保持され、その状態でボトル保持装置３００と一体的にボトル搬送装置４００によって第１の印刷装置１０１に搬送される。この第１の印刷装置１０１においてボトル保持装置３００でボトルＢを回転自在に保持したまま当該ボトルＢに対し上記（１）〜（４）の各工程が実行される。その後で、ボトルＢを保持したボトル保持装置３００が第１の印刷装置１０１から第２の印刷装置１０２に搬送される。

図２は版ステージユニットおよびインク充填ユニットの構成を示す図である。版ステージユニット１は、インクパターンを形成するための版（例えば凹版）Ｐを上面に載置するステージ１１を備えている。ステージ１１はアライメント機構１２を介してベース部１３に取り付けられている。アライメント機構１２は、制御装置９００からの制御指令に応じて、ステージ１１をＸＹＺ方向およびＺ軸回りの回転方向に移動させる。例えばクロスローラベアリング機構をアライメント機構１２として使用することができる。

ベース部１３は、印刷システム１００の台座にＹ方向に延設されたガイドレール１４に係合され、ガイドレール１４に沿ってＹ方向に往復移動可能となっている。より具体的には、ベース部１３には制御装置９００により制御される図示しない駆動機構が連結されており、駆動機構が作動することにより、ベース部１３は（−Ｙ）方向および（＋Ｙ）方向に移動する。ベース部１３の可動範囲のうち最も（−Ｙ）方向側に寄った位置（図２に実線で示す位置）がベース部１３のホームポジションである。

ホームポジションに位置決めされた状態におけるステージ１１の上方にはアライメントカメラ１５，１５が配置されている。アライメントカメラ１５，１５はステージ１１に載置された版Ｐの周縁部または版Ｐの上面に設けられたアライメントマークを撮像し、画像データを制御装置９００に送出する。制御装置９００はステージ１１上における版Ｐの位置を検出し、必要に応じてアライメント機構１２を動作させることで、版Ｐの位置を適正位置に調整する。

ベース部１３がホームポジションから（＋Ｙ）方向に移動する経路に沿って、インク充填ユニット２および転写ユニット３が設けられている。インク充填ユニット２は、直下を通過するステージ１１に載置された版Ｐの上面に対向するノズル２１を備えている。ノズル２１には、制御装置９００により制御されるインク供給部２２から光硬化性インク（以下、単に「インク」ということがある）が供給される。供給されたインクはノズル２１の下端に設けられた吐出口から吐出され、版Ｐの上面に塗布される。

光硬化性インクは、顕色剤としての顔料、重合により強固なポリマー層を構成するポリマー材料（モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方を含む）、および光照射を受けて化学変化することで生じる活性種によりポリマー材料の重合反応を促進する光重合開始剤を含むものである。

ノズル２１の（＋Ｙ）方向側にはドクターブレード２３が設けられている。ドクターブレード２３はインクが供給された版Ｐの表面を摺擦してインクを掻き取る。これにより、版Ｐの上面に設けられた凹部にインクが充填される一方、それ以外の余剰インクが除去されてインクパターンが形成される。

こうしてインクが充填された版Ｐは、さらに（＋Ｙ）方向に移動して転写ユニット３の配設位置に到達する。図１および図２に示すように、転写ユニット３は、ブランケットロール３０とこれを回転させるモータ３３とを備えている。より詳しくは、ブランケットロール３０は、例えば金属製の円筒であるブランケット胴３１と、その表面に巻き付けられたブランケット３２とを備えており、全体として概略円筒形状をなしている。ブランケットロール３０は、図示しないフレームにより回転自在に支持されており、制御装置９００により制御されるモータ３３により、図１に一点鎖線で示す中心軸回りに回転駆動される。

ブランケット３２は弾性を有する樹脂材料、例えばシリコン樹脂製であり、その表面にインクパターンを担持可能である。ブランケット３２はボトルＢの側面ＢａであるボトルＢの表面に生じ得る凹凸よりも十分に大きな厚さを有している。図２に示すように、ステージ１１に載置された版Ｐがブランケットロール３０の直下位置を通過するとき、ブランケット３２の表面が版Ｐの上面に当接する。このとき、版Ｐの凹部に充填されているインクがブランケット３２の表面に移行する。こうして版Ｐ上のインクパターンがブランケット３２に受理される。

こうしていったんブランケット３２に受理（一次転写）されたインクパターンは、最終的なボトルＢの側面ＢａであるボトルＢの表面に二次転写される。このように、ブランケット３２は、ボトルＢの側面Ｂａに最終転写されるインクパターンを一時的に担持する担持体として機能するものである。なお、本実施形態では、２つの印刷装置１０１、１０２が装備されて２種類のインクパターンを形成している。

図３はボトル保持装置およびボトル保持装置に保持されたボトルの構成を示す図である。ボトル保持装置３００は、同図に示すように、ボトルキャップ（図示省略）を外した状態でボトルＢを保持可能となっている。このボトルＢは例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主材料とした樹脂材料やガラス材料で成形されており、回転対称軸ＡＲまわりに回転対称な形状を有している。本実施形態ではボトルＢの胴部Ｂｂが円筒形状に仕上げられ、当該胴部Ｂｂの表面、つまりボトルＢの側面Ｂａに対して２種類のインクパターンが重ね合わせて印刷される。また、ボトルＢの内部に水、お茶、ジュースなどの飲料物や化粧品などを貯留可能となっている。このボトルＢでは、回転対称軸ＡＲの軸方向Ｘにおける一方側、つまり（＋Ｘ）方向側で口元部Ｂｃが形成されている。ここに言う口元部Ｂｃは胴部Ｂｂの肩部から概ねボトルキャップが装着される範囲を概略的に口元部とするものである。口元部Ｂｃの（＋Ｘ）方向端面には開口が設けられる一方、開口の近くから（−Ｘ）方向に向かって雄ネジ部Ｂｄが適宜形成されている。このように構成された口元部ＢｃおよびボトルＢの底部Ｂｅがそれぞれボトル保持装置３００の第１保持部３１０および第２保持部３２０により保持されてボトルＢは横向き姿勢で回転対称軸ＡＲまわりに回転自在に保持され、さらに適宜回転駆動される。

ボトル保持装置３００は、第１保持部３１０および第２保持部３２０を介してボトルＢを回転自在に保持する保持本体部３３０を有している。この保持本体部３３０は、平板状の基台３３３と、第１支持部３３１と、第２支持部３３２とを有している。第１支持部３３１は、（＋Ｘ）方向側で基台３３３から上方に立設されている。また、第２支持部３３２は、第１支持部３３１からボトルＢの高さ（図３におけるＸ方向サイズに相当）よりも少し広い間隔だけ（−Ｘ）方向に離間した位置で基台３３３から上方に立設されている。

第１保持部３１０はＸ方向に延設されたシャフト３１１を有している。このシャフト３１１は第１支持部３３１に対して回転自在に軸支されており、その（−Ｘ）方向端部には自動調心軸受３１２を介して口元保持部材３１３が取り付けられている。口元保持部材３１３の内側に雌ネジ部が形成されている。このため、オペレータがボトルＢを保持してボトルＢの回転を規制しながらシャフト３１１の（＋Ｘ）方向端部に取り付けられた摘み部材３１４を回転操作すると、口元部Ｂｃに設けられた雄ネジ部Ｂｄと螺合して口元保持部材３１３は横向き姿勢のボトルＢと連結される。逆に、オペレータがボトルＢの回転を規制しながら摘み部材３１４を反対側に回転させることでボトルＢから口元保持部材３１３を取り外すことが可能となっている。なお、口元保持部材３１３による口元部Ｂｃの保持形態は上記したネジ構造に限定されるものではなく、例えば複数の把持部材で把持するグリップ構造を採用してもよい。

一方、第２保持部３２０はＸ方向に延設されたシャフト３２１を有している。このシャフト３２１は、シャフト３１１の軸線と一致するように配置された状態で、第２支持部３３２に対して回転自在に軸支されている。また、このシャフト３２１の（＋Ｘ）方向端部には、ボトルＢの底部Ｂｅと係合可能な形状に仕上げられた底保持部材３２２が取り付けられている。この底保持部材３２２と第２支持部３３２の（＋Ｘ）側壁面との間でバネ部材３２３がシャフト３２１に遊挿されており、底保持部材３２２をボトルＢの底部Ｂｅに付勢する。このため、図３に示すように、ボトルＢを横向き姿勢で配置するとともに口元部Ｂｃを口元保持部材３１３で連結した状態で底保持部材３２２がボトルＢの底部Ｂｅを付勢して保持することでボトルＢの回転対称軸ＡＲがシャフト３１１、３２１の軸線とほぼ一致して回転対称軸ＡＲまわりボトルＢが回転自在となる。一方、シャフト３２１の（−Ｘ）方向端部に取り付けられた摘み部材３２４をオペレータがバネ部材３２３の付勢力に抗いながら（−Ｘ）方向に引っ張ることで底保持部材３２２がボトルＢの底部Ｂｅから離れてボトルＢの取り外しが可能となる。

このようにボトル保持装置３００では、第１保持部３１０および第２保持部３２０によってボトルＢを回転対称軸ＡＲまわりに回転可能に保持しているが、さらに回転駆動部３４０が第１支持部３３１に設けられ、シャフト３１１を回転駆動してボトルＢを回転させることが可能となっている。以下、図３および図４を参照しつつ回転駆動部３４０の構成および動作について詳述する。

図４はボトル保持装置に装備される回転駆動部の構成および回転駆動部を作動させるための電気的構成を模式的に示す図である。回転駆動部３４０はブレーキ付モータ３４１を有している。このブレーキ付モータ３４１は第１支持部３３１に固定されている。ブレーキ付モータ３４１は、回転駆動力を発生させるモータ部３４１ｍと、モータ部３４１ｍの回転軸に制動力を付与するブレーキ部３４１ｂとを有している。モータ部３４１ｍで発生した回転駆動力は動力伝達部３４２を介して適宜シャフト３１１に与えられ、ボトルＢを回転対称軸ＡＲまわりに回転させる。一方、ブレーキ部３４１ｂによる制動力はボトルＢの回転にブレーキをかける。

動力伝達部３４２は、２つのギア３４３ａ、３４３ｂと、３つのプーリ３４４ａ〜３４４ｃと、プーリ３４４ａ〜３４４ｃの間に掛架された無端ベルト３４５と、クラッチ３４６とを有している。ギア３４３ａはモータ３４１の回転軸に取り付けられている。このギア３４３ａに対してギア３４３ｂが歯合し、さらにギア３４３ｂに対してプーリ３４４ａがクラッチ３４６を介して接続されている。また、プーリ３４４ａは無端ベルト３４５によりプーリ３４４ｂ、３４４ｃと連結されている。これらのうちプーリ３４４ｂはシャフト３１１に取り付けられ、プーリ３４４ｃは揺動部材３４７に取り付けられている。この揺動部材３４７はバネ部材３４８による付勢力を受けてプーリ３４４ａ、３４４ｂから離間する方向Ｒに付勢されている。このようにプーリ３４４ｃはプーリ３４４ａ、３４４ｂに対して変位可能に設けられ、いわゆるテンションプーリとして機能し、無端ベルト３４５はプーリ３４４ａ〜３４４ｃの間で張架され、プーリ３４４ｃの変位に伴って張力を受けている。したがって、制御装置９００からの伝達指令に応じてクラッチ３４６がＯＮ状態に切り替わり、ブレーキ付モータ３４１の回転軸とボトルＢとが連結された状態となる。この連結状態でモータ部３４１ｍが作動すると、ギア３４３ｂとともにプーリ３４４ａが回転してシャフト３１１への動力伝達が行われる。その結果、ボトルＢが回転対称軸ＡＲまわりに回転駆動される。また、ブレーキ部３４１ｂが作動すると、ボトルＢの回転にブレーキがかかり、ボトルＢが回転対称軸ＡＲまわりに回転するのを規制する。

一方、クラッチ３４６がＯＦＦ状態に切り替わり、ブレーキ付モータ３４１の回転軸とボトルＢとが連結されていない非連結状態になると、上記動力伝達が遮断される。その結果、ボトルＢが回転対称軸ＡＲまわりに回転自在な状態に維持され、ブランケット３２からインクパターンの転写を受ける際にはブランケット３２の移動に伴ってボトルＢを従動回転させることが可能となっている。

上記ブレーキ付モータ３４１（＝モータ部３４１ｍ＋ブレーキ部３４１ｂ）およびブランケットロール３０を回転駆動するためのモータ３３を制御するために、制御装置９００は次のように構成されている。制御装置９００は、ＣＰＵ等のような演算機能を有する演算処理部９１０を有しており、予め記憶しているプログラムにしたがって装置各部を制御する。そのひとつとして、モータ３３、３４１を駆動制御する。より具体的には、演算処理部９１０は、モータ３３およびモータ部３４１ｍを制御するモータ制御部９１１、ブレーキ部３４１ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御するブレーキ制御部９１２、クラッチ３４６のＯＮ／ＯＦＦを制御するクラッチ制御部９１３および後で説明するようにボトルＢの側面Ｂａのブランケット３２への押し当て開始からの経過時間を計測する経過時間計測部９１４として機能する。

また、制御装置９００には、整流回路９２０、スイッチ９３０、ボトル回転用の駆動出力部９４０、ブランケット駆動用の駆動出力部９５０およびパワー供給部９６０がさらに設けられている。上記ブレーキ部３４１ｂはスイッチ９３０を介して整流回路９２０と接続されている。整流回路９２０は単相交流電力を整流して直流に変換する回路であり、整流回路９２０から出力されるブレーキ用電力はブレーキ制御部９１２からのブレーキ出力に応じて開閉するスイッチ９３０を介してブレーキ部３４１ｂに入力され、ブレーキ部３４１ｂを駆動する。また、整流回路９２０の別の出力は演算処理部９１０の制御用電力として供給される。

演算処理部９１０では、モータ制御部９１１がモータ３３およびモータ部３４１ｍを動作させる際に速度や位置のフィードバック制御や電流のフィードバック制御を行う。そして、それらのフィードバック制御に基づいてモータ制御部９１１はボトル回転用の駆動出力部９４０を駆動してモータ部３４１ｍを駆動制御するとともにブランケット駆動用の駆動出力部９５０を駆動してモータ３３を駆動制御する。これらの駆動出力部９４０、９５０には、パワー供給部９６０が接続されており、動力用電力が供給される。このパワー供給部９６０は、制御装置９００に供給される三相交流電力を整流して直流電力を動力用電力として駆動出力部９４０、９５０に供給している。

さらに、演算処理部９１０では、次に説明するように、ブランケット３２に対するボトルＢの側面Ｂａの位置合せおよび押し付け、ならびにボトルＢの側面Ｂａへの印刷に対応してクラッチ制御部９１３がクラッチ出力をクラッチ３４６に与えてＯＮ／ＯＦＦ制御する。これによって、位置合せ（ボトルアライメント）のためのボトルＢの回転駆動、ボトル押付時におけるボトルＢの回転規制および印刷時におけるボトルＢの従動回転を円滑に行うことが可能となっている。

このように回転駆動部３４０によりボトルＢは横向き姿勢で回転駆動されたり、ブランケット３２に対して従動回転するが、ボトルＢを補助的に支持してボトルＢの姿勢を安定させるために、ボトル保持装置３００は図５に示すように２本のバックアップローラ３５１、３５２を備えている。

図５は図３に示すボトル保持装置の側面図である。バックアップローラ３５１、３５２はＸ方向を軸方向とする軸体構造を有し、第１支持部３３１と第２支持部３３２とに対して回転自在に支持されている。このうちバックアップローラ３５１は、ボトルＢの側面Ｂａを印刷装置１０１、１０２のブランケット３２に押し当てる押当方向Ｙにおいて、ボトルＢを挟んでブランケット３２の反対側、つまり（＋Ｙ）方向側に配置されている。このバックアップローラ３５１がボトルＢの（＋Ｙ）方向側側面に当接することで、（＋Ｙ）方向へのボトルＢの変位を規制する。

また、もう一方のバックアップローラ３５２は鉛直方向Ｚにおいてバックアップローラ３５１よりも低い位置に配置されている。このバックアップローラ３５２がボトルＢの側面Ｂａに下方から当接することで、重力方向、すなわち（−Ｚ）方向へのボトルＢの変位を規制する。

このように構成された印刷システム１００では、制御装置９００によってボトル搬送装置４００が制御されることで、ボトル保持装置３００がボトル着脱ステーション、第１の印刷装置１０１、第２の印刷装置１０２および本硬化装置２００の順序で循環搬送される。このうちボトル着脱ステーションでは、搬送されてきたボトル保持装置３００に対し、オペレータがボトルＢの着脱作業をマニュアルで行う。つまり、ボトル保持装置３００に印刷済のボトルＢが装着されている場合、オペレータは摘み部材３１４、３２４を操作して第１保持部３１０および第２保持部３２０によるボトルＢの保持を解除して印刷済のボトルＢをボトル保持装置３００から取り外す。一方、ボトル保持装置３００に対して印刷前のボトルＢが未装着の場合には、オペレータは印刷前のボトルＢをボトル保持装置３００に運び込み、摘み部材３１４、３２４を操作して第１保持部３１０および第２保持部３２０に保持させる（保持工程）。こうしてボトルＢの装着操作が完了し、その旨を操作パネルなどの入力装置（図示省略）に入力すると、それを受け取った制御装置９００はボトルＢを保持したボトル保持装置３００を第１の印刷装置１０１に搬送して印刷処理を行う。

この印刷処理は、制御装置９００の演算処理部９１０が予め記憶されたプログラムを実行し、装置各部に所定の動作を実行させることにより実現される。この印刷処理では、図６に示すように、演算処理部９１０がモータ３３のＯＮ／ＯＦＦ、クラッチ３４６のＯＮ／ＯＦＦ、ブレーキ部３４１ｂのＯＮ／ＯＦＦ、モータ部３４１ｍのＯＮ／ＯＦＦおよびボトル搬送装置４００によるボトル位置を制御する。以下、図６を参照しつつ印刷処理について説明する。

図６は図１に示す印刷システムにおける装置各部の印刷動作の一例を示すタイミング図である。第１の印刷装置１０１では、版Ｐが搬入されてステージ１１にセットされ、アライメント調整を受ける。一方、ボトル保持装置３００は第１の印刷装置１０１に搬送され、ブランケットロール３０から所定距離だけ離れた原点位置に位置決めされる。この時点では、モータ３３、クラッチ３４６、ブレーキ部３４１ｂおよびモータ部３４１ｍはいずれもＯＦＦ状態となっている。

そして、タイミングＴ１で、モータ制御部９１１からの駆動指令に応じてモータ部３４１ｍが作動を開始するとともにクラッチ制御部９１３からのクラッチ出力に応じてクラッチ３４６がＯＮ状態に切り替わってモータ部３４１ｍの回転駆動力を伝達する。これによってボトルＢが回転対称軸ＡＲまわりに回転する。その回転中にボトルＢの印刷開始位置を検出し、検出結果に基づいてボトルＢの回転量を調整することで当該印刷開始位置が印刷装置１０１と対向するようにボトルＢの位置合せ、つまりボトルアライメントが実行される。なお、このボトルアライメント処理が完了した時点（タイミングＴ２）でモータ部３４１ｍの回転は停止される。また、ボトルアライメント処理については、版Ｐのアライメント調整処理と同様にカメラによるボトルＢを撮像して得られる画像に基づいて行ってもよいし、ボトルＢの特定部位をセンサで検出することでセンサから出力される検出信号に基づいて行ってもよい。いずれにしても、本実施形態では、版Ｐのアライメント調整処理と並行して、ボトルアライメントを自動的に行っている。もちろん、ボトルアライメント処理を次に説明する印刷装置１０１でのインクパターンの受理処理と並行して行うように構成してもよい。

続いて、第１の印刷装置１０１のステージ１１が（＋Ｙ）方向に移動を開始し、版Ｐの上面にインク充填ユニット２のノズル２１から光硬化性インクが塗布され、ドクターブレード２３により余剰インクが掻き取られることで、版面にインクが充填される。ステージ１１がさらに移動し、タイミングＴ１からタイミングＴ２の間に回転するブランケットロール３０の直下位置を通過することで、版Ｐに形成されたインクパターンがブランケット３２の表面に受理される。その後で、ボトル保持装置３００が（−Ｙ）方向に移動し、印刷位置に到達すると、ボトルＢの側面Ｂａの印刷開始位置がブランケット３２の表面に押し当てられる（押当工程）。ここで、押当工程を実行することでボトルＢが回転対称軸ＡＲまわりに回転してしまうと、アライメントズレが発生してしまう。そこで、本実施形態では、クラッチ３４６をＯＮ状態に維持したまま、つまりブレーキ付モータ３４１の回転軸とボトルＢとを連結状態に保ったまま、タイミングＴ２でのボトル保持装置３００の移動開始に同期してブレーキ部３４１ｂがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替え、押当完了までの間、ブレーキ部３４１ｂによりモータ部３４１ｍの回転軸に制動力を付与する。この制動力は動力伝達部３４２を介してボトルＢに与えられ、これによってボトルＢに対してブレーキをかけている。したがって、ボトルＢの側面Ｂａをブランケット３２の表面に押し当てた際のボトル回転が防止される。

こうしてボトルＢがブランケット３２に押し当てられることでブランケット３２からボトルＢへのインクパターンの転写が開始される。そこで、タイミングＴ３でクラッチ３４６がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられるとともにブレーキ部３４１ｂがＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられる。これにより、ブレーキ付モータ３４１の回転軸とボトルＢとは非連結状態となり、ボトルＢは回転対称軸ＡＲまわりに回転自在となる。そして、転写処理では、インクパターンを担持しているブランケット３２に対してボトルＢが当接しながら従動回転して、ブランケット３２表面のインクパターンが順次ボトルＢに転写されてゆく（印刷工程）。

ここで、ボトルＢの胴部Ｂｂはバックアップローラ３５１、３５２に当接しており、ボトルＢの回転に伴いインクパターンがバックアップローラ３５１、３５２との当接位置に到達すると、未硬化のインクがボトルＢからバックアップローラ３５１、３５２に転写されることがある。また、ボトルＢが１周以上回転する場合、ボトルＢの側面Ｂａのインクパターンがブランケット３２に再転写されてしまうことがある。これらはボトルＢの側面Ｂａのインクパターンを乱すとともに、ブランケット３２やバックアップローラ３５１、３５２をインクにより汚染することになる。

この問題を防止するために、比較的低露光量の紫外線照射による仮硬化処理が行われる。すなわち、ブランケット３２からインクパターンの転写を受けた直後のボトルＢの表面に向けて、仮硬化ユニット４から光（紫外線）が照射される。後述するように、仮硬化ユニット４から照射される光は、インクに含まれるポリマー材料の一部を重合させることでインクの粘度を増大させるが、インク全体を硬化させるには至らない性質を有するものである。

こうしてインクの粘度が増大することで他の物体への付着性が低下し、インクを担持するボトルＢの側面Ｂａがバックアップローラ３５１、３５２またはブランケット３２に接触したときにインクがこれらに転写されてしまうことが防止される。

タイミングＴ４で転写が完了すると、クラッチ３４６がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられるとともにブレーキ部３４１ｂがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられる。これにより、再びボトルＢに対してはブレーキがかかり、ボトルＢが回転対称軸ＡＲまわりに回転するのを規制する。そして、上記インクパターンが印刷されたボトルＢを保持したままボトル保持装置３００は第１の印刷装置１０１から第２の印刷装置１０２に搬送される。そして、第２の印刷装置１０２により、第１の印刷装置１０１と同様にして、印刷処理が行われる。これによって、既に印刷されたインクパターンの上に第２の印刷装置１０２による別のインクパターンが重ね合わせて印刷される。その後で、これらのインクパターンが印刷されたボトルＢを保持したままボトル保持装置３００は第２の印刷装置１０２から本硬化装置２００に搬送される。

この時点ではインクは完全に硬化していない。これを完全に硬化させるために本硬化装置２００は仮硬化ユニット４よりも大出力の光（紫外線）をボトルＢに照射する。これによって、インクが完全に硬化して印刷を完了する。その後で、ボトルＢを保持したままボトル保持装置３００は本硬化装置２００から着脱ステーションに戻される。このような一連の動作が繰り返して実行される。

以上のように、本実施形態では、ボトルＢの側面Ｂａをブランケット３２に押し当てる際に、クラッチ３４６をＯＮ状態に維持してブレーキ付モータ３４１の回転軸とボトルＢとを連結状態に保ったままブレーキ部３４１ｂがモータ部３４１ｍの回転軸に制動力を付与してボトルＢの回転にブレーキをかけている。このため、ボトルＢの側面Ｂａがブランケット３２に当接した際のボトルＢの回転が防止される。また、ボトルＢの側面Ｂａをブランケット３２に押し当てられた後においては、ブレーキ部３４１ｂによるブレーキを解除してボトルＢをブランケット３２の移動に従動して回転させてインクパターンをボトルＢの側面Ｂａに印刷している。したがって、アライメントズレの発生を確実に防止し、ブランケット３２に担持されるインクパターンをボトルＢの側面Ｂａに高精度に印刷することができる。

このように上記した実施形態では、インクパターンおよびブランケット３２がそれぞれ本発明の「記録材料」および「担持体」の一例に相当している。また、ボトルＢが本発明の「ワーク」の一例に相当している。また、ブレーキ部３４１ｂが本発明の「ブレーキ装置」の一例に相当している。また、ボトル保持装置３００が本発明の「移動装置」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の印刷システム１００では、図６に示すように、タイミングＴ３からタイミングＴ４の間、クラッチ３４６をＯＦＦ状態に維持することでボトルＢをブランケット３２に対して従動回転させている。しかしながら、図７に示すように、クラッチ３４６をＯＮ状態に維持するとともにブランケット３２の駆動源であるモータ３３の作動に同期してモータ部３４１ｍを作動させることでボトルＢをブランケット３２と同期して回転させながらインクパターンの印刷を行ってもよい（第２実施形態）。

また、図６および図７に示すように、ボトルＢがブランケット３２に押し当てられたタイミングＴ３でブレーキ解除と印刷とを開始している。ここで、ブランケット３２を軟質材料で構成されたり、ブランケット胴３１が弾性変形可能に構成されている場合、ボトルＢがブランケット３２に馴染むまでにある程度の時間（例えば図８中の時間ΔＴ３）を要する。そこで、例えば図８に示すように、ボトルＢの側面Ｂａのブランケット３２への押し当て開始（タイミングＴ３）からの経過時間を経過時間計測部９１４が計測し、その計測結果が時間ΔＴ３に到達した時点でブランケット３２に対するボトルＢの馴染が完了したと判定し、ブレーキ解除と印刷開始とを同時に実行してもよい（第３実施形態）。これによって、常にボトルＢの側面Ｂａがブランケット３２に適切に当接した状態で印刷を行うことができ、印刷精度をさらに高めることができる。上記したようにボトルＢがブランケット３２に馴染んでボトルＢの回転が発生しないようになるまでの時間ΔＴ３が本発明の「一定値」に相当している。

また、上記実施形態では、本発明の「ブレーキ装置」に相当するブレーキ部３４１ｂを内蔵するブレーキ付モータ３４１の回転軸に制動力を付与しているが、ボトルＢを回転駆動するためのモータからブレーキ装置を独立して設け、当該モータの回転軸に制動力を付与してもよい。また、上記実施形態では、クラッチ３４６よりもボトル駆動用のモータ側にブレーキ装置を設けて回転軸に制動力を付与することでボトルＢの回転にブレーキをかけているが、制動力を付与する位置を変更してもよい。すなわち、クラッチ３４６よりもボトルＢ側にブレーキ装置を設け、ボトルＢ自体あるいはボトルＢからクラッチ３４６までの動力伝達経路に存在する部品に制動力を与えてボトルＢの回転にブレーキをかけてもよい。例えば、バックアップローラ３５１、３５２の少なくとも一方をボトルＢの側面Ｂａに押圧してボトルＢの回転にブレーキをかけてもよい。この場合、バックアップローラと、当該バックアップローラをボトルＢに対して当接および離間させるための移動部とを組み合わせた装置が本発明の「ブレーキ装置」の一例に相当する。また、口元部Ｂｃに装着された口元保持部材３１３に対してブレーキ部材（図示省略）を押し付けてブレーキをかけてもよい。この場合も、ブレーキ部材と、当該ブレーキ部材をボトルＢに対して当接および離間させるための移動部とを組み合わせた装置が本発明の「ブレーキ装置」の一例に相当する。

また、上記実施形態では、２台の印刷装置１０１、１０２および２台のボトル保持装置３００を装備して２種類のインクパターンをボトルＢの側面Ｂａに重ね合せて印刷する印刷システム１００に本発明を適用しているが、印刷装置およびボトル保持装置３００の台数はこれに限定されるものではなく、１台あるいは３台以上装備してもよい。

また、上記実施形態では、固定されたブランケットロール３０に対し、ステージ１１が版Ｐを、ボトル保持装置３００がボトルＢをそれぞれ移動させることで印刷処理における互いの位置決めがなされる。しかしながら、これらの移動は相対的に実現されていればよく、どの装置を可動とするかについては上記に限定されず任意である。

さらに、上記実施形態では、略円筒形状のボトルＢが本発明の「ワーク」の一例であるが、ワークはこれに限定されるものではない。例えば両端部が開放された筒状の物体や、概ね円筒面である表面に対し凹凸が設けられた物体に対しても、各物体が回転対称軸まわりに回転対称な形状を有する限り、上記したボトル保持装置３００と同様に構成されたワーク保持装置によって回転自在に保持するとともに印刷システム１００でワーク保持装置を用いて印刷処理を実行することが可能である。

この発明は、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するワークの側面に対して印刷を行う印刷技術全般に適用可能である。

３２…ブランケット（担持体）
１００…印刷システム
１０１…第１の印刷装置
１０２…第２の印刷装置
３００…ボトル保持装置
３４１…ブレーキ付モータ
３４１ｍ…モータ部
３４１ｂ…ブレーキ部（ブレーキ装置）
３４２…動力伝達部
３４６…クラッチ
４００…ボトル搬送装置（移動装置）
９００…制御装置
９１２…ブレーキ制御部
９１４…経過時間計測部
ＡＲ…回転対称軸
Ｂ…ボトル（ワーク）
Ｂａ…（ボトルの）側面

Claims (7)

1. 記録材料を担持する担持体に対し、回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するワークの側面を押し当てた状態で前記ワークを前記回転対称軸まわりに回転させて前記記録材料を前記ワークの側面に転写して印刷する印刷システムであって、
   前記ワークを前記回転対称軸まわりに回転自在に保持するワーク保持装置と、
   前記担持体に対して前記ワーク保持装置を相対的に移動させて前記ワークの側面を前記担持体に押し当てる移動装置と、
   前記ワーク保持装置に保持される前記ワークの回転にブレーキをかけるブレーキ装置と、
   前記ブレーキ装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記ワークの側面が前記担持体に押し当てられる際に前記ワークの回転にブレーキをかけておく一方、前記ワークの側面への前記記録材料の印刷時には前記ブレーキを解除するブレーキ制御部を有することを特徴とする印刷システム。
2. 請求項１に記載の印刷システムであって、
   前記ワーク保持装置は、回転駆動力を発生させるモータと、前記回転駆動力を前記モータから前記ワーク保持装置に伝達して前記ワーク保持装置に保持された前記ワークを回転させる動力伝達部と、を有し、
   前記ブレーキ装置は、前記モータに設けられ、前記モータの回転軸に制動力を付与することで前記ワークの回転にブレーキをかける印刷システム。
3. 請求項２に記載の印刷システムであって、
   前記モータは、前記ワークの側面への前記記録材料の印刷前に前記ワーク保持装置に保持された前記ワークを回転させて前記担持体に対する前記ワークの位置合せを行い、
   前記動力伝達部は、前記モータの前記回転軸と前記ワーク保持装置に保持された前記ワークとを連結状態および非連結状態に切り替えるクラッチを有し、前記ワークの位置合せ中においては前記クラッチを非連結状態に切替える一方、前記ワークの側面の前記担持体への押し当て中においては前記クラッチを連結状態に切り替えて前記ワークの回転にブレーキをかける印刷システム。
4. 請求項３に記載の印刷システムであって、
   前記動力伝達部は、前記ワークの側面への前記記録材料の印刷時においては前記クラッチを非連結状態に切り替えて前記ワークを前記担持体に対して従動回転させる印刷システム。
5. 請求項３に記載の印刷システムであって、
   前記ワークの側面への前記記録材料の印刷時においては、前記動力伝達部は前記クラッチを連結状態に切り替えるとともに前記モータは前記担持体に同期して前記ワークを回転させる印刷システム。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の印刷システムであって、
   前記制御装置は、前記ワークの側面の前記担持体への押し当て開始からの経過時間を計測する経過時間計測部を有し、前記経過時間計測部により計測された前記経過時間が一定値を超えた後で前記ブレーキ制御部により前記ブレーキを解除して前記ワークを印刷可能とする印刷システム。
7. 回転対称軸まわりに回転対称な形状を有するワークをワーク保持装置により前記回転対称軸まわりに回転自在に保持する保持工程と、
   記録材料を担持する担持体に対し、前記ワークを保持する前記ワーク保持装置を相対的に移動させて前記ワークの側面を前記担持体に押し当てる押当工程と、
   前記ワークを前記回転対称軸まわりに回転させて前記記録材料を前記ワークの側面に転写して印刷する印刷工程と、を備え、
   前記押当工程においては前記ワーク保持装置に保持される前記ワークの回転にブレーキをかける一方、前記印刷工程においては前記ブレーキを解除することを特徴とする印刷方法。

Images