JP6503213B2 - 印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスやフィルムなどの基材に高精細なパターンの配線等の機能層を印刷により形成する印刷機に関する。

近年、ガラスやフィルムなどのフレキシブルな基材に高精細なパターンの配線等の機能層を印刷によって形成し、フレキシブル電子デバイスを製造する技術が開発されている。この種のフレキシブル電子デバイスとしては、例えば、薄膜トランジスタがある。このような印刷を行うことが可能な従来の印刷機としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。

この特許文献１に開示された印刷機は、フレキソ版を使用して基材に機能層となる機能性溶液を印刷するものである。この印刷機においては、基材を搬送するステージで基材の位置を調整する機能を有している。このため、この印刷機においては、印刷版が版胴にずれたり曲がったりした状態で取付けられた場合や、版胴の駆動軸が傾いて組付けられた場合であっても、ステージで基材の位置を調整できるから、設計通りの転写を行うことができる。
ところで、フレキシブルな基材に機能層を印刷することが可能な印刷機としては、版胴に取付けられた凹版の凹部にインクジェットヘッドでインキを充填し、このインキを基材に転写するものがある。

特開２０１４−１９０５９号公報

インクジェットヘッドで凹版の凹部にインキを充填させる印刷機においては、版がずれたり曲がったりした状態で版胴に取付けられると、特許文献１に記載された技術で基材の位置を調整したとしても、正しく印刷を行うことはできない。この理由は、インクジェットヘッドの移動方向、移動距離には制約があり、ずれたり曲がったりした凹版の凹部にインキを充填させることが困難だからである。インクジェットヘッドを版のずれや曲がりに対応させてインキを充填することは、機械構成を複雑にするばかりでなく、複雑な動作制御も必要になり望ましくない。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、版が版胴にずれたり曲がった状態で取付けられたとしても、版にインキを正しく供給することが可能な印刷機を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る印刷機は、電子デバイスの機能層となる機能性溶液がインキとしてインキ供給装置によって供給される版と、前記版を着脱可能に保持する版保持機構を有する版胴と、前記版胴の軸方向の角度を変える角度変更装置と、前記版胴の軸方向の位置を変える位置変更装置と、前記版胴に取付けられた版の前記角度および前記位置を検知する検知装置と、前記検知装置の検知結果に基づいて前記角度変更装置および前記位置変更装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記版保持機構が、前記版胴の切欠き部分の中に設けられ、前記位置変更装置が、前記版胴を前記軸方向の移動可能な範囲の一端である移動開始端から前記移動可能範囲の他端である移動終了端に向けて移動させる前進動作と、前記版胴を前記移動終了端側から前記移動開始端に戻す復帰動作とを実行する機能を有し、前記制御装置が、前記版胴が回転するとともに前記インキ供給装置から前記版にインキが供給される状態で前記位置変更装置に前記前進動作を実施させる機能と、前記切り欠き部分が前記インキ供給装置と対向する時期に、前記位置変更装置に前記復帰動作を実施させる機能を有し、電子デバイスの基材に機能層を設けるものである。

本発明は、前記印刷機において、前記版は凹版であり、前記インキ供給装置が、前記版の凹部にインキを噴射して供給するインクジェットヘッドを有するインクジェット装置であってもよい。

本発明によれば、版胴に取付けられた版の実際の軸方向の角度および位置を検知装置によって検知することができる。制御装置は、この実際の軸方向の角度および位置と、予め定めた目標角度および目標位置との差が０になる状態を目標として、角度変更装置および位置変更装置の動作を制御することが可能なものである。このため、版が版胴に対してずれたり曲がったりしている状態で、前記ずれや前記曲がりが解消される方向に版胴の軸方向の角度および位置が変更される。
したがって、本発明によれば、版が版胴にずれたり曲がった状態で取付けられたとしても、版にインキを正しく供給することが可能な印刷機を提供することができる。

本発明に係る印刷機の構成を示す側面図である。 角度変更装置と位置変更装置の構成を説明するための断面図である。 図２における軸受部分のIII-III線断面図である。 版胴の一部を拡大して示す側面図である。 版保持機構の一部を拡大して示す側面図である。 版保持機構と版供給装置およびカメラを示す斜視図である。 版を版保持機構に挿入した状態を示す側面図である。 制御系の構成を示すブロック図である。 版胴に正しく取付けられた版と版胴とを示す図で、図９（Ａ）は、取付状態における版が取付けられた版胴の斜視図、図９（Ｂ）は、版胴と版を模式的に示す展開図、図９（Ｃ）はインクジェットヘッドの移動後の状態を示す展開図である。 版胴にずれて取付けられた版と版胴とを示す図で、図１０（Ａ）は、版が取付けられた版胴の斜視図、図１０（Ｂ）は、初期状態における版胴と版を模式的に示す展開図、図１０（Ｃ）は、版胴をＸ方向に移動させた傾斜させた後の状態を示す展開図である。 版胴に曲がって取付けられた版と版胴とを示す図で、図１１（Ａ）は、版が取付けられた版胴の斜視図、図１１（Ｂ）は、初期状態における版胴と版を模式的に示す展開図、図１１（Ｃ）は、版胴を傾斜させた後の状態を示す展開図、図１１（Ｄ）は、版胴を回転させたときの版の位置を説明するための展開図、図１１（Ｅ）は、版胴をＸ方向に移動させた後の状態を示す展開図である。 版胴のＸ方向への変位量の変化を示すグラフである。

以下、本発明に係る印刷機の一実施の形態を図１〜図１２によって詳細に説明する。
図１に示す印刷機１は、いわゆるデジタルインキング方式の印刷機で、版胴２の上方に後述するインクジェットヘッド３を備えている。
版胴２は、基台４の上に設けられた支持装置５に軸線が水平方向を指向する状態で回転自在に支持されている。なお、以下においては、図１において左右方向を便宜上、Ｙ方向といい、このＹ方向とは直交する水平方向をＸ方向という。また、上下方向に延びる軸線を中心として回転する方向をθ方向という。

版胴２を支持する支持装置５は、図２に示すように、版胴２の軸方向（図２においては左右方向）の両側に位置する第１のフレーム６および第２のフレーム７を有している。図２において左側に位置する第１のフレーム６は、版胴２の軸方向の一端部に設けられた第１の回転軸８を後述する外メタル１１と内メタル１２とを介して回転自在かつ軸方向へ移動自在に支持しているとともに、図示していない昇降機構を介して昇降可能に支持している。他方の第２のフレーム７は、版胴２の他端部に設けられた第２の回転軸１３を軸受メタル１４によって回転自在かつ軸方向へ移動自在に支持しているとともに、図示していない昇降機構を介して昇降可能に支持している。

第２の回転軸１３は、回転駆動装置１５（図８参照）に接続されており、この回転駆動装置１５によって駆動されて回転する。第２の回転軸１３が回転することにより、第１の回転軸８を含めて版胴２が回転する。回転駆動装置１５の動作は、後述する制御装置１６によって制御される。
上述した昇降機構は、昇降機構用モータ１７（図８参照）の動力によって版胴２を図１に示す版取付位置と、この版取付位置より低い印刷位置との間で昇降させる機能を有している。

第１のフレーム６に設けられた外メタル１１と内メタル１２は、版胴２の軸方向の角度を調整する角度変更装置１８の一部を構成するものである。図２に示す角度変更装置１８は、機能を理解し易くするために模式的に描いてあり、実際のものとは構造が異なっている。
この実施の形態による外メタル１１は、円筒状に形成されている。外メタル１１の内周部には内メタル１２が回転自在かつ軸方向に移動自在に嵌合している。内メタル１２は、外メタル１１に嵌合した軸受１９と、この軸受１９に接続されたカップリング２０とによって構成されている。

軸受１９は、貫通穴１９ａを有する円筒状に形成されている。貫通穴１９ａには、第１の回転軸８が回転自在に嵌合している。貫通穴１９ａの軸心Ｃ１（図３参照）は、軸受１９の外周部分の軸心Ｃ２とは長さｔだけ偏心している。図３に示す軸心Ｃ１は、軸心Ｃ２の下方に位置付けられている。このため、内メタル１２が外メタル１１に対して回動することによって、第１の回転軸８が図３に示す位置から軸心Ｃ２を中心として時計方向あるいは反時計方向に揺動する。すなわち、第１の回転軸８は、内メタル１２の回動に連動してＹ方向に移動する。

内メタル１２のカップリング２０は、筒状を呈する形状に形成されており、第１の回転軸８と、この第１の回転軸８と同一軸線上に位置するねじ軸２１とを２つの条件が満たされる状態として連結している。２つの条件のうち、第１の条件は、第１の回転軸８とねじ軸２１とが軸方向に一体に移動することである。第２の条件は、第１の回転軸８に対してねじ軸２１が回転自在になることである。

カップリング２０の外周部には、内メタル１２を回動させるためのセグメントギア２２が設けられている。このセグメントギア２２は、カップリング２０の軸方向から見て、上述した軸心Ｃ２を中心とする形状に形成されている。このセグメントギア２２には、ラック２３が噛合しているとともに、このラック２３に螺合するねじ軸２４を介して角度変更用モータ２５が接続されている。ねじ軸２４が角度変更用モータ２５によって駆動されて回転することにより、ラック２３が図２の紙面と直交する方向に移動し、セグメントギア２２ととともにカップリング２０（内メタル１２）が回る。

このようにカップリング２０が回ることにより、第１の回転軸８を含む版胴２が第２のフレーム７に支持される部位を中心として傾斜する。すなわち、版胴２の軸線Ｃ３が上方から見てＸ方向に対して傾斜する。
角度変更用モータ２５の動作は、後述する制御装置１６によって制御される。この実施の形態による角度変更装置１８は、上述した外メタル１１および内メタル１２と、セグメントギア２２と、ラック２３と、ねじ軸２４と、角度変更用モータ２５などによって構成されている。

ねじ軸２１は、版胴２の軸方向の位置を変える位置変更装置２６の一部を構成するものである。図２に示す位置変更装置２６は、機能を理解し易くするために模式的に描いてあり、実際のものとは構造が異なっている。
ねじ軸２１の一端部は、上述したように、カップリング２０に回転自在かつ軸方向への移動が規制される状態に連結されている。また、このねじ軸２１の中間部は、第１のフレーム６に支持用ブラケット２７を介して回転自在かつ軸方向へ移動自在に支持されている。ねじ軸２１の他端部には、雄ねじ２１ａが形成されており、ウォームホイール２８が螺合している。このウォームホイール２８は、支持用ブラケット２７に回転自在かつ軸方向への移動が規制される状態に連結されている。

このウォームホイール２８には、ウォーム２９が噛合しているとともに、このウォーム２９と一体に回転する回転軸３０を介して位置変更用モータ３１が接続されている。回転軸３０が位置変更用モータ３１によって駆動されて回転することにより、ウォーム２９とウォームホイール２８とが回転し、ねじ軸２１が軸方向に移動する。ねじ軸２１が軸方向に移動すると、内メタル１２と、第１の回転軸８を含む版胴２とが同一方向に移動する。このとき、版胴２は、Ｘ方向に平行移動する。すなわち、位置変更装置２６によって、版胴２の軸方向の位置が変えられる。ここでいう軸方向の位置は、版胴２の軸線Ｃ３と平行な方向を含んでいる。位置変更用モータ３１の動作は、後述する制御装置１６によって制御される。

この実施の形態による位置変更装置２６は、上述した内メタル１２と、ねじ軸２１と、ブラケット２７と、ウォームホイール２８と、ウォーム２９と、回転軸３０と、位置変更用モータ３１などによって構成されている。この位置変更装置２６は、版胴２を図２中に二点鎖線Ａで示す移動開始端と、二点鎖線Ｂで示す移動終了端との間で軸方向に移動可能である。移動開始端Ａは、軸方向の移動可能な範囲の一端であり、移動終了端Ｂは、軸方向の移動可能な範囲の他端である。以下においては、位置変更装置２６が版胴２を移動開始端から移動終了端に向けて移動させる動作を「前進動作」という。位置変更装置２６が版胴２を移動終了端側から移動開始端に戻す動作を「復帰動作」という。

版胴２は、図４に示すように、版クランプ機構４１を備えている。この版クランプ機構４１は、本発明でいう「版を着脱可能に保持する版保持機構」を構成するものである。版クランプ機構４１は、版胴２の外周面に開口する切り欠き部分４２の中に収容されている。この版クランプ機構４１は、複数の前側爪部材４３および後側爪部材４４と、これらの前側および後側爪部材４２，４３を個別に駆動可能な駆動装置４５などによって構成されている。

前側爪部材４３と後側爪部材４４は、図５中に実線で示すクランプ位置と、図５中に二点鎖線で示す非クランプ位置との間で揺動可能である。駆動装置４５は、前側爪部材４３と後側爪部材４４をクランプ位置と非クランプ位置との間でそれぞれ揺動させる。クランプ位置に位置する前側爪部材４３と後側爪部材４４は、版胴２の爪台４６に向けて付勢されている。この版胴２による印刷は、クランプ位置にある前側爪部材４３および後側爪部材４４と爪台４６との間に後述する版４７（図１および図４参照）が挟まれて保持された状態で行われる。
この実施の形態による爪台４６は、版４７を吸着して保持する吸着装置４８（図５参照）を備えている。この吸着装置４８は、爪台４６の上面に開口する空気吸引口４９から空気を吸引する構成のものである。

基台４の上には、図１に示すように、版胴２の他に複数の機能装置が設けられている。これらの機能装置とは、版胴２と基台４との間に一部が臨む定盤駆動装置５１と、第１〜第３のカメラ５２〜５４と、インクジェット装置５５などである。
定盤駆動装置５１には印刷定盤６１が設けられている。この印刷定盤６１は、電子デバイス（図示せず）となる基材６２を保持するものである。この基材６２とは、例えばガラス板や、フィルム基板などである。

定盤駆動装置５１は、印刷定盤６１を図１中に実線で示す基材受け渡し位置と、版胴２の下方に二点鎖線で示す印刷位置との間でＹ方向に移動させる機能と、後述する第１のカメラ５２の下方で印刷定盤６１を停止させ、基材６２の位置合わせを行う機能とを有している。この定盤駆動装置５１は、印刷時には、印刷定盤６１を版胴２の下方で版胴２の回転と同期させてＹ方向に移動させる。この定盤駆動装置５１の動作は、後述する制御装置１６によって制御される。

基材６２の位置合わせは、詳細は後述するが、定盤駆動装置５１が印刷定盤６１をＸ方向と、Ｙ方向と、θ方向とに移動させて行われる。
この実施の形態による印刷定盤６１は、基材６２を吸着する吸着機構（図示せず）を備えている。この吸着機構は、印刷定盤６１の上面に開口する多数の空気吸引口から空気を吸引する構成のものである。

印刷定盤６１が基材受け渡し位置と印刷位置との間で移動するときの移動経路の上方には、第１のカメラ５２が配置されている。
第１のカメラ５２は、図示していない支持部材によって基台４に対して固定されており、印刷定盤６１の上に載せられた基材６２の複数の位置決め用マーク（図示せず）を上方から撮像する。第１のカメラ５２によって位置決め用マークを撮像し、画像処理することにより、印刷定盤６１の基準位置に対する基材６２のずれ量を検出することができる。定盤駆動装置５１は、印刷定盤６１をＸ方向と、Ｙ方向と、θ方向とに移動させ、位置決めマークに基づく基材６２の実際の基準位置を、定盤駆動装置５１の予め定めた真の基準位置に一致させ、ずれ量を０にする。このように実際の基準位置が真の基準位置と一致することにより、基材６２の版胴２に対する位置が調整される。

図１において第１のカメラ５２の上方には、版保持装置６３が配置されている。版保持装置６３は、版胴２に取付けられる版４７を一時的に保持するためのもので、版胴２の外周面の近傍に位置付けられる状態で版供給装置６４（図６参照）によって移動可能に支持されている。版保持装置６３は、図１に示すように、版４７を水平状態として版胴２の上端部と並べて保持する。
版保持装置６３は、図６に示すように、版胴２に取付けられる以前の版４７が載置される平坦な版載置面６５を有している。

この実施の形態による印刷機１に使用する版４７は、デジタルインキングに用いられるシリコンゴム製の凹版である。版載置面６５には、吸着装置６６の多数の空気吸引口６７が開口している。この吸着装置６６は、空気吸引口６７から空気を吸引する構成のものである。版載置面６５に載置された版４７は、この吸着装置６６によって版保持装置６３に吸着されて保持される。すなわち、版保持装置６３は、版４７を吸着して保持する機能を有している。版４７は、図６に示すように、版胴２に近接する一端部４７ａが版保持装置６３から版胴２側に突出する状態で版保持装置６３に保持される。

版保持装置６３の上方には、図１に示すように、第２のカメラ５３が配置されている。この第２のカメラ５３は、図示していない支持部材によって基台４に対して固定されており、版保持装置６３に保持された版４７を上方から撮像する。この第２のカメラ５３は、版４７の位置決め用マーク６８（図６参照）が撮像範囲内に入る状態で撮像する。位置決めマーク６８は、版４７におけるＸ方向に離間した２箇所に設けられている。この実施の形態による第２のカメラ５３は、一度に２つの位置決めマーク６８，６８を撮像可能なものが用いられている。なお、少なくとも２個の第２のカメラ５３を使用し、各カメラでカメラ毎の位置決め用マーク６８を撮像する構成を採ることもできる。
第２のカメラ５３によって版４７の位置決め用マーク６８を撮像し、画像処理することにより、版保持装置６３に対する版４７の位置を検出することができる。

版保持装置６３を支持する版供給装置６４は、後述する第１および第２の機能を有している。
第１の機能は、第２のカメラ５３によって撮像された版４７の画像に基づいて版保持装置６３を版載置面６５に沿う方向に移動させ、版胴２に対する版４７の位置を調整する機能である。ここでいう版載置面６５に沿う方向とは、Ｘ方向と、Ｙ方向と、θ方向である。版供給装置６４は、版４７の位置を調整するにあたって、版保持装置６３をＸ方向と、Ｙ方向と、θ方向とに移動させ、位置決めマーク６８に基づく版４７の実際の基準位置を、版供給装置６４の予め定めた真の基準位置に一致させる。この実際の基準位置が真の基準位置と一致することにより、版４７が版胴２に対して所定の位置に位置決めされる。この位置決め状態における版４７のＸ方向およびＹ方向の位置と、θ方向の角度は、位置決め状態の版４７を版胴２に向けて移動させることにより版４７が版胴２に正しく装着される位置および角度である。

第２の機能は、版胴２に対する版４７の位置が調整された状態で版保持装置６３を版胴２に向けてＹ方向に移動させ、版４７を版胴２によって保持可能な供給位置に供給する機能である。版保持装置６３が移動するＹ方向とは、版胴２の外周面の最上部に近接する方向であって、版胴２の外周面の最上端に接する接線に沿う方向である。上述した供給位置とは、版４７の一端部が版胴２の前側爪部材４３と爪台４６との間に挿入される位置である。前側爪部材４３は、版保持装置６３が版胴２に向けて移動するときには、図７に示すように、予め非クランプ位置に揺動され、版保持装置６３が停止した後にクランプ位置に揺動する。版保持装置６３が供給位置に停止することによって、版４７がＸ方向およびＹ方向と、θ方向とにおいて、前側爪部材４３と爪台４６との間で位置決めされる。この版供給装置６４の動作は、後述する制御装置１６によって制御される。

版胴２の上方近傍には、インクジェット装置５５のインクジェットヘッド３が配置されている。インクジェット装置５５は、インクジェットヘッド３から本発明でいう「機能性溶液」を構成する導電溶液（図示せず）をインキとして版４７の凹部に供給するものである。導電溶液が版４７の凹部から基材６２に転写されて固化することによって、基材６２上の機能層となる。この実施の形態においては、このインクジェット装置５５によって、本発明でいう「インキ供給装置」が構成されている。

インクジェットヘッド３は、版胴２との間の距離と、Ｘ方向の位置とを変更可能な状態で版胴２の上方に設けられている。このインクジェットヘッド３は、図示してはいないが、Ｘ方向に所定の間隔をおいて並ぶ状態で複数設けられている。このインクジェット装置５５の動作は、後述する制御装置１６によって制御される。
インクジェットヘッド３の近傍には、版胴２に取付けられた版４７を撮像するための第３のカメラ５４が配置されている。この第３のカメラ５４は、図示していない支持部材によって基台４に対して固定されており、版胴２に装着された版４７を上方から撮像する。この第３のカメラ５４によって撮像された画像は、画像データとして後述する制御装置１６に送られる。制御装置１６は、詳細は後述するが、この画像データに基づいて上述した角度変更装置１８と位置変更装置２６とを動作させ、版胴２の軸方向における版４７の角度と位置とをそれぞれ調整する。この実施の形態においては、この第３のカメラ５４によって、本発明でいう「検知装置」が構成されている。

制御装置１６は、図８に示すように、複数の機能部を有しており、上述した各種の装置やモータに接続されている。複数の機能部とは、角度変更装置制御部７１と、位置変更装置制御部７２と、定盤駆動装置制御部７３と、版供給装置制御部７４と、版クランプ機構制御部７５と、インクジェット装置制御部７６と、印刷動作制御部７７である。
角度変更装置制御部７１は、角度変更装置１８の動作を制御するもので、２つの機能を有している。第１の機能は、第３のカメラ５４によって撮像された版４７の画像データに基づいて、版胴２の軸方向における版４７の実際の角度を求める機能である。第２の機能は、この実際の角度と、予め定めた目標角度との差が０になる状態を目標として、角度変更装置１８を動作させる機能である。

位置変更装置制御部７２は、位置変更装置２６の動作を制御するもので、４つの機能を有している。第１の機能は、第３のカメラ５４によって撮像された版４７の画像データに基づいて、版胴２の軸方向における版４７の実際の位置を求める機能である。第２の機能は、この実際の位置と、予め定めた目標位置との差が０になる状態を目標として、位置変更装置２６を動作させる機能である。第３の機能は、インクジェットヘッド３によって版４７にインキが供給される状態で位置変更装置２６に前進動作を実施させる機能である。第４の機能は、インキ供給時に版胴２の切り欠き部分４２がインクジェットヘッド３と対向する時期に、位置変更装置２６に復帰動作を実施させる機能である。

定盤駆動装置制御部７３は、定盤駆動装置５１の動作を制御するもので、２つの機能を有している。第１の機能は、第１のカメラ５２によって撮像された基材６２の画像データに基づいて、版胴２に対する版４７の位置調整が行われるように定盤駆動装置５１の動作を制御する機能である。第２の機能は、印刷定盤６１が基材受け渡し位置と印刷位置との間で移動するように定盤駆動装置５１を動作させる機能である。

版供給装置制御部７４は、版供給装置６４の動作を制御するもので、２つの機能を有している。第１の機能は、第２のカメラ５３によって撮像された版４７の画像データに基づいて、版胴２に対する版４７の位置調整が行われるように版供給装置６４の動作を制御する機能である。第２の機能は、位置調整が行われた版４７が供給位置に移動するように版供給装置６４の動作を制御する機能である。

版クランプ機構制御部７５は、版クランプ機構４１の動作を制御するもので、版供給装置６４によって版４７が版胴２に供給されたときに版クランプ機構４１の駆動装置４５を動作させる。
インクジェット装置制御部７６は、版４７が版胴２に取付けられて角度変更装置１８と位置変更装置２６とによって版４７の位置調整が行われた後の所定の時期に、版胴２を予め定めた回転速度で回転させるとともに、インクジェットヘッド３のそれぞれにインキを噴出させる。
印刷動作制御部７７は、基材６２に印刷を行うもので、２つの機能を有している。第１の機能は、インキが供給された版胴２を版４７が基材６２と接触するまで下降させ、その後に版４７を所定の回転速度で回転させる機能である。第２の機能は、版４７が基材６２に接触した後に基材６２を印刷定盤６１とともに版胴２の回転と同期させてＹ方向に移動させる機能である。

このように構成されたデジタルインキング方式の印刷機１においては、版保持装置６３に版４７が載せられて保持され、版供給装置６４の上述した第１の機能によって版４７のＸ方向およびＹ方向の位置と、θ方向の角度とが版胴２に正しく装着できる位置、角度に調整される。そして、版供給装置６４の上述した第２の機能によって版保持装置６３が版胴２に向けて移動することにより、版４７が版胴２の版クランプ機構４１に挿入される。

版４７は、一端部４７ａが版クランプ機構４１の前側爪部材４３と爪台４６とに挟まれた状態で版胴２が回転することにより版胴２に巻き付けられる。そして、版４７は、他端部が後側爪部材４４と爪台４６とに挟まれることによって、版胴２に外れることができない状態で装着される。ところで、版クランプ機構４１の複数の前側爪部材４３が版４７をクランプするときに版４７を押す力の大きさは、全ての前側爪部材４３で等しいとは限らない。すなわち、版４７が版クランプ機構４１によって保持されるときに版４７の位置が正しい位置から僅かにずれることが考えられる。

このため、この印刷機１においては、版４７が版胴２に取付けられた後に版４７の位置ずれの有無を検出する。この位置ずれの有無は、第３のカメラ５４によって版４７を撮像し、画像処理によって行う。すなわち、版４７が版胴２に装着された後、第３のカメラ５４によって版４７が版胴２とともに上方から撮像される。第３のカメラ５４によって撮像された画像の画像データは、制御装置１６に送られる。第３のカメラ５４によって撮像された画像の中には、例えば図９（Ｂ）に示すように、版４７の凹部８１が写っている。この図９（Ｂ）に示す凹部８１は、複数の横溝８１ａ〜８１ｇと複数の縦溝８１ｈ〜８１ｌとによって構成されている。

制御装置１６は、上述した画像データに基づいて版４７の実際の軸方向の角度および位置を求め、この実際の角度および位置と、目標角度および目標位置との差が０になるように、角度変更装置１８と位置変更装置２６とを動作させる。目標角度および目標位置とは、版胴２に正しく取付けられた版４７の角度および位置である。
版４７が版胴２に正しく取付けられている場合は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、上方から見て版胴２の軸線Ｃ３と版４７の横溝８１ａ〜８１ｇとが平行になるとともに、版胴２を上方から見たときの版胴２の回転方向｛図９（Ｂ）においては上下方向｝と版４７の縦溝８１ｈ〜８１ｌとが平行になる。

図９（Ｂ）中には、１つのインクジェットヘッド３のみが図示されている。版４７が版胴２に正しく取付けられていると、インクジェットヘッド３をＸ方向に移動させることによって、図９（Ｃ）に示すように、インクジェットヘッド３と例えば第１の縦溝８１ｈとを版胴２の軸方向において同一位置に位置付けることができる。このため、この状態で版胴２が回転するとともにインクジェットヘッド３からインキが噴出することによって、縦溝８１ｈの全域にインキを供給することができる。

その後、インクジェットヘッド３をＸ方向に移動させ、縦溝８１ｉがインクジェットヘッド３と軸方向において同一位置に位置する状態とする。そして、この状態で版胴２が回転するとともにインクジェットヘッド３からインキが噴出することによって、この縦溝８１ｉにもインキが供給される。このような動作を繰り返すことによって、全ての縦溝８１ｈ〜８１ｌにインキを供給することができる。横溝８１ａ〜８１ｇへのインキの供給は、例えば、版胴２を停止させた状態で、インクジェットヘッド３をＸ方向に移動させるとともにインクジェットヘッド３からインキを噴出させて行うことができる。

版４７が版胴２に軸方向へずれて取付けられた場合は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、版４７の縦溝８１ｈ〜８１ｌの位置が軸方向において正しい位置からずれる。このような場合は、位置変更装置２６によって版胴２を軸方向に移動させて版４７の位置を修正することができる。例えば、図１０（Ｂ）で示したように版４７が正規の位置Ｐ０より左側に偏って取付られている場合は、図１０（Ｃ）に示すように、版胴２を初期位置Ｐ１から右に移動させることによって修正することができる。このように版４７の位置が修正されることによって、図９（Ｂ）〜（Ｃ）に示した場合と同様に、全ての縦溝８１ｈ〜８１ｌａ〜ｅと横溝８１ａ〜８１ｇにインキを供給することができる。

さらに、版４７が版胴２に曲がった状態で取付けられた場合は、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、版４７の横溝８１ａ〜８１ｇが版胴２の軸線Ｃ３に対して傾斜するとともに、版４７の縦溝８１ｈ〜８１ｌが版胴２の回転方向に対して傾斜する。このような場合は、先ず、図１１（Ｃ）に示すように、角度変更装置１８を動作させて版胴２の軸線Ｃ３の角度を変更する。この場合、上方から見た状態で版４７の横溝８１ａ〜８１ｇとＸ方向とが平行になるように、版胴２を傾斜させる。

このように版胴２が傾斜することにより、横溝８１ａ〜８１ｇにインクジェットヘッド３によってインキを供給することが可能になる。しかし、この状態で版胴２が軸線Ｃ３を中心にして回転すると、図１１（Ｄ）中に二点鎖線で示すように、Ｘ方向において、版４７の縦溝８１ｈ〜８１ｌの位置がインクジェットヘッド３に対してずれてしまう。図１１（Ｄ）は、版胴２の回転により縦溝８１ｈ〜８１ｌが長さＬ１だけずれている状態を示している。なお、縦溝８１ｈ〜８１ｌの位置が変わってしまうという不具合を、インクジェットヘッド３をＸ方向に移動させて縦溝８１ｈ〜８１ｌに追従させることによって解消することはできない。この理由は、インクジェットヘッド３は、高い精度で位置決めする必要があるために、Ｘ方向への移動速度が縦溝８１ｈ〜８１ｌの移動速度に較べて著しく低いからである。

この実施の形態による印刷機１は、このような縦溝８１ｈ〜８１ｌの位置が変わってしまうという不具合を、版胴２をＸ方向へ移動させることによって解消している。すなわち、この実施の形態による印刷機１は、図１１（Ｄ）に示すずれ量Ｌ１が０になる状態を目標として、位置変更装置２６に例えば前進動作を実施させる。このときに版胴２が進む方向は、版４７の傾斜する方向に応じて変わる。図１１（Ｄ）に示す場合は、位置変更装置２６による前進動作により版胴が同図において左側に移動する。ずれ量Ｌ１は、版胴の回転角度が増えるに伴って増大するから、前進動作は、連続して実施される。すなわち、版胴２が回転するとともにインクジェットヘッド３から版４７にインキが供給される状態で、位置変更装置２６に前進動作を連続して実施させる。このように位置変更装置２６が動作することにより、図１１（Ｅ）に示すように、版胴２が回転するにもかかわらず、版４７の縦溝８１ｈ〜８１ｌがインクジェットヘッド３と対向する状態を維持することができる。

位置変更装置２６の前進動作は、版胴２が移動終了端に移動するまで実施される。版胴２が移動終了端まで移動した後は、版胴２の切り欠き部分４２がインクジェットヘッド３と対向する時期に位置変更装置２６によって版胴２が移動開始端Ａに戻される。すなわち、版胴２のＸ方向の位置は、図１２に示すように変化する。図１２に示すように、版胴２は、移動開始端Ａから移動終了端Ｂまで一定の速度で移動し、切り欠き部分４２がインクジェットヘッド３と対向する切り欠き区間Ｔにおいて版胴２が移動終了端Ｂから移動開始端Ａに戻る。インクジェットヘッド３は、切り欠き部分４２と対向している切り欠き区間Ｔの間に、次にインキを供給する縦溝８１ｈ〜８１ｌとＸ方向において一致する位置に移動する。

インクジェットヘッド３が版胴２にインキを供給しているときには、基材６２の準備が行われる。基材６２は、印刷定盤６１に保持されて版胴２に対する位置調整が行われた状態で、印刷定盤６１とともに版胴２の下方に送られる。
この印刷機１による印刷は、版４７に導電溶液からなるインキが供給された後に版胴２を下降させて版４７を基材６２に接触させ、この状態で版胴２が回転するとともに基材６２がＹ方向に移動することにより行われる。すなわち、版４７の凹部８１内に充填されていた導電溶液からなるインキが基材６２の上面に転写される。この導電溶液からなるインキは、図示していない乾燥装置で固化させられることによって、基材６２に印刷によって形成された機能層になる。

この印刷機においては、版胴２に取付けられた版４７の実際の軸方向の角度および位置を第３のカメラ５４によって撮像して検知することができる。制御装置１６は、この実際の軸方向の角度および位置と、予め定めた目標角度および目標位置との差が０になる状態を目標として、角度変更装置１８および位置変更装置２６の動作を制御するものである。このため、版４７が版胴２に対してずれたり曲がったりしている状態で、ずれや曲がりが解消される方向に版胴２の軸方向の角度および位置が変更される。
したがって、この実施の形態によれば、版４７が版胴２にずれたり曲がった状態で取付けられたとしても、版４７にインキを正しく供給することが可能な印刷機を提供することができる。

この実施の形態による版クランプ機構４１は、版胴２の切欠き部分４２の中に設けられている。位置変更装置２６は、版胴２を移動可能な範囲の一端である移動開始端Ａから移動可能範囲の他端である移動終了端Ｂに向けて移動させる前進動作と、版胴２を移動終了端Ｂ側から移動開始端Ａに戻す復帰動作とを実行する機能を有している。制御装置１６は、版胴２が回転するとともにインクジェットヘッド３から版４７にインキが供給される状態で位置変更装置２６に前進動作を実施させる機能と、版胴２の切り欠き部分４２がインクジェットヘッド３と対向する時期に、位置変更装置２６に復帰動作を実施させる機能を有している。この実施の形態によれば、インクジェットヘッド３においてインキ供給動作が停止している間に版胴２が移動開始位置Ａに戻される。このため、位置変更装置２６が復帰動作を実施するにあたってインクジェットヘッド３のインキ供給動作が終了しているか否かを確認する必要がないから、位置変更装置２６の制御を容易に行うことができる。

この実施の形態による版４７は凹版である。本発明でいうインキ供給装置は、版４７の凹部８１にインキを噴射して供給するインクジェットヘッド３を有するインクジェット装置５５である。このため、この実施の形態によれば、版４７の凹部にインキを確実に供給でき、製造される電子デバイスの品質が高くなる印刷機を提供することができる。

上述した実施の形態においては本発明をデジタルインキング方式の印刷機に適用する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、版が着脱可能に取付けられる版胴を用いて電子デバイスに機能層を印刷する印刷機であれば、どのような印刷機にも適用可能である。例えば、本発明は、ダイレクトグラビア印刷機にも適用可能である。

さらに、上述した実施の形態においては版胴から基材へ印刷する構成で示したが、それに限るわけではなく、版胴と基材の間にゴム胴などの中間転写材が構成されていてもよい。

１…印刷機、２…版胴２、３…インクジェットヘッド、１６…制御装置、１８…角度変更装置、２２…基材、２６…位置変更装置、４７…版、５４…第３のカメラ。

Claims (2)

1. 電子デバイスの機能層となる機能性溶液がインキとしてインキ供給装置によって供給される版と、
   前記版を着脱可能に保持する版保持機構を有する版胴と、
   前記版胴の軸方向の角度を変える角度変更装置と、
   前記版胴の軸方向の位置を変える位置変更装置と、
   前記版胴に取付けられた版の前記角度および前記位置を検知する検知装置と、
   前記検知装置の検知結果に基づいて前記角度変更装置および前記位置変更装置の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記版保持機構は、前記版胴の切欠き部分の中に設けられ、
   前記位置変更装置は、
   前記版胴を前記軸方向の移動可能な範囲の一端である移動開始端から前記移動可能範囲の他端である移動終了端に向けて移動させる前進動作と、
   前記版胴を前記移動終了端側から前記移動開始端に戻す復帰動作とを実行する機能を有し、
   前記制御装置は、
   前記版胴が回転するとともに前記インキ供給装置から前記版にインキが供給される状態で前記位置変更装置に前記前進動作を実施させる機能と、
   前記切り欠き部分が前記インキ供給装置と対向する時期に、前記位置変更装置に前記復帰動作を実施させる機能を有し、
   電子デバイスの基材に機能層を設けることを特徴とする印刷機。
2. 請求項１記載の印刷機において、
   前記版は凹版であり、
   前記インキ供給装置は、前記版の凹部にインキを噴射して供給するインクジェットヘッドを有するインクジェット装置であることを特徴とする印刷機。

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