印刷機、印刷装置および印刷方法
【課題】複雑な形状の被印刷物への印刷に適した印刷機を提供する。
【解決手段】 本発明による印刷機（１００）は、回転可能な版ロール（１２）と、回転可能な転写ロール（１４）であって、版ロール（１２）から転写されたインク（Ｋ）を被印刷物（Ｓ）に転写させる転写ロール（１４）とを備え、転写ロール（１４）は回転した状態で移動する。例えば、転写ロール（１４）の移動は、インク（Ｋ）が転写ロール（１４）から被印刷物（Ｓ）に転写する前、インク（Ｋ）が転写ロール（１４）から被印刷物（Ｓ）に転写した後、および、インク（Ｋ）が転写ロール（１４）および被印刷物（Ｓ）の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる。
【解決手段】 本発明による印刷機（１００）は、回転可能な版ロール（１２）と、回転可能な転写ロール（１４）であって、版ロール（１２）から転写されたインク（Ｋ）を被印刷物（Ｓ）に転写させる転写ロール（１４）とを備え、転写ロール（１４）は回転した状態で移動する。例えば、転写ロール（１４）の移動は、インク（Ｋ）が転写ロール（１４）から被印刷物（Ｓ）に転写する前、インク（Ｋ）が転写ロール（１４）から被印刷物（Ｓ）に転写した後、および、インク（Ｋ）が転写ロール（１４）および被印刷物（Ｓ）の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷機、印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷技術の１つとしてオフセット印刷が知られている。オフセット印刷では、インクは、版から転写ロールに転写した後、転写ロールから被印刷物に転写する。このようなオフセット印刷は平板印刷とも呼ばれる。
【０００３】
転写ロールだけでなく版もロール形状に形成されているオフセット印刷機は大量印刷に好適に用いられる（特許文献１参照）。特許文献１の印刷機では、版ロールから転写ロールへのインクの転写を高速に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１１８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の印刷機では、複雑な形状の被印刷物に対して印刷を適切に行うことができない。例えば、被印刷物の印刷面側に突起部がある場合、転写ロールが被印刷物の突起部と衝突してしまうことがある。また、被印刷物が凹凸形状を有する場合、被印刷物に対する転写ロールの印圧が一定にならず、適切に印刷を行うことができないことがある。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされものであり、その目的は、複雑な形状の被印刷物に対して印刷を適切に行うことが可能な印刷機、印刷装置および印刷方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による印刷機は、回転可能な版ロールと、回転可能な転写ロールであって、前記版ロールから転写されたインクを被印刷物に転写させる転写ロールとを備える、印刷機であって、前記転写ロールは回転した状態で移動する。
【０００８】
ある実施形態において、前記転写ロールの移動は、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる。
【０００９】
ある実施形態において、前記転写ロールは、被印刷物を被加圧面に加圧して前記インクを前記被印刷物に転写させ、前記転写ロールは、前記被加圧面からの距離が変化するように移動する。
【００１０】
ある実施形態において、前記版ロールは前記転写ロールとともに移動する。
【００１１】
ある実施形態において、前記転写ロールは、前記転写ロールの下端部以外の箇所が前記被印刷物と衝突しないように移動する。
【００１２】
ある実施形態において、前記転写ロールは、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間において前記被印刷物に対する前記転写ロールの印圧がほぼ一定になるように移動する。
【００１３】
ある実施形態において、前記印刷機は、前記版ロールおよび前記転写ロールを支持する支持部材と、固定部材と、前記固定部材に対する前記支持部材の位置を変化させる変位部材とをさらに備える。
【００１４】
ある実施形態において、前記変位部材は、ボールねじ、シリンダ、カム、および、ギアの少なくとも１つを有する。
【００１５】
本発明の印刷装置は、上記に記載の印刷機と、前記被印刷物を前記印刷機に対して相対的に搬送する搬送部とを備える。
【００１６】
ある実施形態において、前記転写ロールは、前記搬送部によって搬送される前記被印刷物の形状および搬送速度に応じて移動する。
【００１７】
本発明による印刷方法は、インクが、回転する版ロールから回転する転写ロールに転写する工程と、前記インクが、前記回転する転写ロールから被印刷物に転写する工程と、前記回転する転写ロールの移動を行う工程とを包含する。
【００１８】
ある実施形態では、前記転写ロールの移動を行う工程において、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複雑な形状の被印刷物に対して印刷を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図６】本発明による印刷装置の実施形態の模式図を示す。
【図７】本発明による印刷装置の実施形態の模式図を示す。
【図８】本発明による印刷機の実施形態の模式的な側面図を示す。
【図９】本発明による印刷機の実施形態の模式的な上面図を示す。
【図１０】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１１】図１０に示した印刷機におけるボールねじおよびその近傍の模式図を示す。
【図１２】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１３】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１４】（ａ）は図１３に示した印刷機における変位部材の変形例の模式図を示し、（ｂ）は（ａ）の１４ｂ−１４ｂ’線に沿った断面図を示す。
【図１５】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１６】本実施形態の印刷装置の模式図を示す。
【図１７】本実施形態の印刷装置の模式図を示す。
【図１８】本実施形態の印刷装置の模式図を示す。
【図１９】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明による印刷機の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２２】
図１に、本発明による印刷機１０の実施形態の模式図を示す。本実施形態の印刷機１０は、版ロール１２および転写ロール１４を備える。版ロール１２および転写ロール１４はそれぞれ回転可能である。ここでは、版ロール１２および転写ロール１４の直径はほぼ等しい。
【００２３】
版ロール１２の表面は金属メッキで処理されている。典型的には、版ロール１２には、所定のパターンに凹溝が形成されている。このパターンは、被印刷物Ｓに印刷される線・図形・模様その他に対応する。転写ロール１４の表面にはブランケットが設けられる。典型的には、ブランケットはゴムから形成される。例えば、ブランケットは、シリコーンのゴムから形成される。
【００２４】
印刷機１０は、版ロール１２および転写ロール１４はいずれも回転した状態で印刷を行う。回転する版ロール１２から転写ロール１４に転写されたインクＫは、転写ロール１４の回転とともに転写ロール１４の下端部に移動する。転写ロール１４の下端部において転写ロール１４が被印刷物Ｓと接触すると、インクＫは転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。このようにしてインクＫの印刷が行われる。
【００２５】
なお、ここでは、版ロール１２および転写ロール１４の直径はほぼ等しかったが、本発明はこれに限定さない。版ロール１２および転写ロール１４の直径は異なってもよい。ただし、版ロール１２および転写ロール１４のうちの一方の直径は他方の直径の整数倍であることが好ましい。
【００２６】
インクＫは、導電性材料を含んでもよい。例えば、インクＫは、粒子状の導電性材料およびビヒクルを有しており、ビヒクルは樹脂および溶剤を含む。また、インクＫは、顔料を含んでもよい。あるいは、インクＫはコーティング剤を含んでいてもよい。この場合、印刷機１０がインクＫを印刷することにより、被印刷物Ｓの表面処理を行うことができる。
【００２７】
版ロール１２へのインクＫの供給は任意の方法で行われる。例えば、インクＫは版ロール１２の上部から垂らされてもよく、または、インクＫはインク貯め（図示せず）から供給されてもよい。あるいは、インクＫはノズル（図示せず）から版ロール１２に向かって噴出されてもよい。また、ここでは図示していないが、版ロール１２にスクレーパが取り付けられており、版ロール１２とスクレーパとの界面近傍に溜まったインク量をセンサで検出することによって版ロール１２へのインクＫの供給を制御してもよい。
【００２８】
本実施形態の印刷機１０において、転写ロール１４は回転時に移動する。例えば、転写ロール１４は上下方向（Ｚ方向）に移動する。詳細は後述するが、転写ロール１４が回転時に移動することにより、被印刷物Ｓの形状が複雑であっても印刷を適切に行うことができる。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写した後、および、インクＫが転写ロール１４および被印刷物Ｓの両方と接触している期間のうちのいずれかに行われてもよい。
【００２９】
例えば、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前に行われる。以下、図２を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。被印刷物ＳはＸ方向に搬送されている。ここでは、印刷機１０のＸ方向の位置は固定されており、被印刷物Ｓが−Ｘ方向から＋Ｘ方向に搬送される。なお、被印刷物ＳのＸ方向の位置が固定され、印刷機１０が−Ｘ方向に搬送されてもよい。このように、被印刷物Ｓは印刷機１０に対して相対的に搬送されればよい。
【００３１】
また、ここでは、被印刷物Ｓは、高さほぼ一定の平坦部と、平坦部よりも高い突起部とを有している。突起部は−Ｘ方向側に設けられており、被印刷物Ｓの突起部は、平坦部よりも後に、印刷機１０の下に到達する。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、インクＫは、転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓは、転写ロール１４の下端部と被印刷物Ｓの下方に位置する被加圧面とによって所定の圧力が付与され、インクＫが被印刷物Ｓに転写する。ここでは、インクＫは、被印刷物Ｓの平坦部に転写する。
【００３３】
その後、図２（ｃ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、転写ロール１４は被加圧面から離れるように上方（＋Ｚ方向）に移動する。これにより、転写ロール１４が被印刷物Ｓの突起部と衝突することを避けることができ、複雑な形状の被印刷物への印刷を適切に行うことができる。なお、ここでは、転写ロール１４の移動時に版ロール１２も併せて移動している。
【００３４】
その後、必要に応じて、転写ロール１４は元の印刷位置に戻ってもよい。例えば、次に、図２（ａ）に示したのと同様の形状を有する被印刷物Ｓが搬送される場合、上方に移動した転写ロール１４は元の印刷位置に戻ることが好ましい。
【００３５】
図２では、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写した後に行われたが、本発明はこれに限定されない。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前に行われてもよい。以下、図３を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。被印刷物ＳはＸ方向に搬送されるが、上述したように、被印刷物Ｓは印刷機１０に対して相対的に搬送されていればよい。
【００３７】
被印刷物Ｓは、高さほぼ一定の平坦部と、平坦部よりも高い突起部とを有している。ここでは、被印刷物Ｓの突起部は＋Ｘ方向側に設けられており、被印刷物Ｓの突起部は、平坦部よりも前に、印刷機１０の下に到達する。ここでは、版ロール１２および転写ロール１４は上方に位置しており、この位置では、被印刷物Ｓがこのまま搬送されたとしても被印刷物Ｓの突起部は版ロール１２および転写ロール１４のいずれとも接触しない。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、被印刷物Ｓの突起部が転写ロール１４の下方を通過した後、転写ロール１４はその下端部が被印刷物Ｓの突起部よりも低くなるように−Ｚ方向に移動する。被印刷物Ｓの突起部が転写ロール１４と衝突しなければ、転写ロール１４の移動はいつ開始されてもよい。
【００３９】
その後、図３（ｃ）に示すように、インクＫは、回転する転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓには、転写ロール１４の下端部と被印刷物Ｓの下方に位置する被加圧面とによって所定の圧力が付与され、インクＫの転写が行われる。ここでは、インクＫは被印刷物Ｓの平坦部に転写する。
【００４０】
このように、転写ロール１４を移動させることにより、転写ロール１４が被印刷物Ｓの突起部と衝突することを避けることができ、複雑な形状の被印刷物への印刷を適切に行うことができる。なお、必要に応じて、転写ロール１４は非印刷位置に戻ってもよい。例えば、次に、図３（ａ）に示したのと同様の形状を有する被印刷物Ｓが搬送される場合、上方に移動した転写ロール１４は非印刷位置に戻ることが好ましい。
【００４１】
図２および図３では、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写した後および転写する前にそれぞれ行われたが、本発明はこれに限定されない。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前および被印刷物Ｓに転写した後の両方で行われてもよい。以下、図４を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。被印刷物Ｓは印刷機１０に対して＋Ｘ方向に相対的に搬送される。また、ここでは、被印刷物Ｓは、高さほぼ一定の平坦部と、平坦部よりも高い突起部とを有している。突起部は＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側の両方に設けられており、被印刷物Ｓは凹面形状を有している。以下の説明において、＋Ｘ方向側の突起部を前方突起部と呼び、−Ｘ方向側の突起部を後方突起部と呼ぶ。被印刷物Ｓの前方突起部が転写ロール１４の下方に到達する前には、版ロール１２および転写ロール１４は、被印刷物Ｓがこのまま搬送されたとしても被印刷物Ｓの前方突起部と接触しないように位置にしている。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、被印刷物Ｓの前方突起部が転写ロール１４の下方を通過した後、転写ロール１４はその下端部が被印刷物Ｓの前方突起部よりも低くなるように−Ｚ方向に移動し、インクＫは転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓの前方突起部が転写ロール１４と衝突しなければ、転写ロール１４の移動はいつ開始されてもよい。
【００４４】
その後、図４（ｃ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、転写ロール１４は被加圧面から離れるように上方（＋Ｚ方向）に移動する。被印刷物Ｓの後方突起部が転写ロール１４と衝突しなければ、転写ロール１４の移動はいつ開始されてもよい。これにより、転写ロール１４が被印刷物Ｓの後方突起部と衝突することを避けることができる。以上のようにして、複雑な形状の被印刷物への印刷を適切に行うことができる。このような印刷機１０および印刷方法は、車両のリアウィンドウへの印刷に好適に用いられる。
【００４５】
例えば、リアウィンドウは、透明な樹脂から形成されている。強度の観点から、例えば、リアウィンドウは、ポリカーボネイト樹脂から形成される。印刷機１０は、リアウィンドウの表面に、透明導電性材料から形成された細線を印刷することができる。例えば、この細線を熱線として用いることにより、曇りの除去を行うことができる。透明導電性材料は、例えば、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）である。
【００４６】
なお、上述した説明では、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４および被印刷物Ｓの一方にある期間に行われたが、本発明はこれに限定されない。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４および被印刷物Ｓの両方と接触している期間に行われてもよい。以下、図５を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。上述したように、被印刷物Ｓは印刷機１０に対して＋Ｘ方向に相対的に搬送されている。ここでは、被印刷物Ｓの印刷面は曲面形状を有している。
【００４８】
図５（ｂ）に示すように、インクＫは、回転する転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓは、転写ロール１４の下端部と被印刷物Ｓの下方に位置する被加圧面とによって所定の圧力が付与され、インクＫの転写が行われる。なお、ここでは、インクＫは、被印刷物Ｓの曲面に転写する。このとき、転写ロール１４は回転した状態で移動する。転写ロール１４は被印刷物Ｓの曲面形状と整合して転写ロール１４の被印刷物Ｓに対する印圧がほぼ一定となるように上下方向に移動する。
【００４９】
その後、図５（ｃ）に示すように、転写ロール１４による被印刷物ＳへのインクＫの転写は完了し、被印刷物Ｓは＋Ｘ方向に搬送される。このように、被印刷物Ｓの印刷面が曲面であっても印刷を適切に行うことができる。このような印刷は倣い印刷とも呼ばれる。なお、図１〜図５では、図面が過度に複雑になることを避けるために、インクＫを一体的に連続に示したが、インクＫは所定のパターンとなるように複数に分離されていてよい。
【００５０】
図６に、印刷機１０を備える印刷装置１００の模式図を示す。印刷装置１００は、印刷機１０と、印刷機１０に対して被印刷物Ｓを相対的に搬送する搬送部１１０とを備えている。ここでは、搬送部１１０はコンベアであり、コンベア１１０は、Ｘ方向に沿って固定された印刷機１０に対して被印刷物Ｓを搬送する。印刷装置１００は、インクＫを乾燥させる乾燥装置１２０をさらに備えてもよい。
【００５１】
印刷装置１００において、転写ロール１４の移動速度は、被印刷物Ｓの搬送速度に応じて設定される。例えば、転写ロール１４をＺ方向に１００ｍｍ移動させる場合、１秒当たりの転写ロール１４のＺ方向の移動可能速度が１０ｍｍ／秒であると、この移動には１０秒の時間が必要である。このため、コンベア１１０の搬送速度は、被印刷物Ｓが１０秒搬送しても問題が生じないように設定される。
【００５２】
また、図６では、搬送部１１０は被印刷物Ｓを搬送したが、本発明はこれに限定されない。搬送部１１０は印刷機１０を搬送してもよい。
【００５３】
図７に、印刷機１０を備える印刷装置１００の模式図を示す。印刷装置１００は、印刷機１０と、印刷機１０を搬送する搬送部１１０とを備えている。ここでは、搬送部１１０はコンベアであり、コンベア１１０は、Ｘ方向に沿って固定して配置された被印刷物Ｓに対して印刷機１０を搬送する。
【００５４】
なお、図６および図７では、搬送部１１０は、被印刷物Ｓおよび印刷機１０のいずれかを搬送したが、本発明はこれに限定されない。被印刷物Ｓおよび印刷機１０のそれぞれが異なる搬送部１１０によって搬送され、被印刷物Ｓは、印刷機１０に対して相対的に搬送されてもよい。
【００５５】
また、図６および図７を参照して上述した説明では、印刷装置１００の印刷機１０は１つであったが、本発明はこれに限定されない。印刷装置１００は複数の印刷機１０を備えており、被印刷物Ｓに積層構造のインクＫが印刷されてもよい。また、図６および図７を参照して上述した説明では、印刷機１０の版ロール１２は１つであったが、本発明はこれに限定されない。印刷機１０は複数の版ロール１２を備えており、被印刷物Ｓに積層構造のインクＫが印刷されてもよい。
【００５６】
上述したように、版ロール１２は転写ロール１４とともに移動することが好ましい。以下、図８および図９を参照して本実施形態の印刷機１０を説明する。
【００５７】
図８に、印刷機１０の模式的な側面図を示し、図９に、印刷機１０の模式的な上面図を示す。印刷機１０は、版ロール１２および転写ロール１４に加えて、版ロール１２および転写ロール１４を支持する支持部材１６と、固定部材１８と、固定部材１８に対する支持部材１６の位置を変化させる変位部材２０とを備える。例えば、変位部材２０は、ボールねじ、シリンダ（エアシリンダおよび油圧シリンダ）、カム（例えば、偏心カム）およびギアの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００５８】
支持部材１６は、上面および側面を有しており、支持部材１６の下方は開口されている。版ロール１２および転写ロール１４は支持部材１６の上面および／または側面に支持されており、転写ロール１４は、その下端部が支持部材１６の下端部よりも低くなるように取り付けられている。
【００５９】
支持部材１６は、変位部材２０を介して固定部材１８に取り付けられている。変位部材２０が変化しない場合、支持部材１６は移動しないが、変位部材２０の変化により、支持部材１６は固定部材１８に対して移動する。例えば、変位部材２０の変化により、支持部材１６は地面に対して垂直方向（Ｚ方向）に往復に移動する。支持部材１６の移動方向は、固定部材１８に設けられた方向規制部材３０によって規定されてもよい。方向規制部材３０は、例えば、ＬＭガイド（Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅ）である。
【００６０】
印刷機１０では、変位部材２０により、版ロール１２および転写ロール１４を支持する支持部材１６の位置を変化させている。このため、被印刷物Ｓが複雑な形状であっても、印刷を適切に行うことができる。例えば、被印刷物Ｓが凹面形状を有していても、転写ロール１４が被印刷物Ｓの印刷すべきでない面と衝突することを避けることができる。また、変位部材２０によって支持部材１６を適切に移動させることにより、被印刷物が複雑な形状であっても、転写ロール１４がインクＫを被印刷物Ｓに印刷する際の印圧の変化を抑制することができる。
【００６１】
例えば、変位部材２０は以下のような構成を有している。図１０において、変位部材２０はボールねじ２２を備えている。ボールねじ２２は、ねじ軸２２ａおよびナット２２ｂを有している。ねじ軸２２ａは、ナット２２ｂの回転に伴って移動する。ナット２２ｂは固定部材１８に取り付けられており、ねじ軸２２ａの先端は支持部材１６に取り付けられている。支持部材１６は、ナット２２ｂとともに移動する。
【００６２】
図１１に、図１０に示しボールねじ２２およびその近傍の模式的な拡大図を示す。ここでは、固定部材１８の上方に、ウォーム２３ａおよびウォームホイール２３ｂが設けられており、ウォームホイール２３ｂはねじ２３ｓによってナット２２ｂに取り付けられている。ウォーム２３ａの回転により、ウォームホイール２３ｂとともにナット２２ｂが回転し、これに伴い、ねじ軸２２ａが回転し、ねじ軸２２ａに取り付けられた支持部材１６が移動する。ウォーム２３ａの駆動はモータ（図示せず）を用いて行われる。モータとしてサーボモータを用いることにより、支持部材１６を所定のタイミングで所定の距離だけ移動させることができる。
【００６３】
サーボモータは、例えば、１分間に３万回転可能である。仮に、ウォーム２３ａを駆動するモータが１分間に２万回転し、ウォーム２３ａとウォームホイール２３ｂとのギア比が４０：１であり、ねじ軸２２ａの送りピッチが５ｍｍであると、１分間に２５００ｍｍ（１秒に約４０ｍｍ）の移動を行うことができる。例えば、転写ロール１４をＺ方向に１６０ｍｍ移動させる場合、約４秒で転写ロール１４の移動を完了させることができる。なお、例えば、ねじ軸２２ａの送りピッチを倍にすると、移動時間を半分にすることができる。
【００６４】
支持部材１６の移動は、例えば、シリンダを用いて行われてもよい。図１２において、変位部材２０はシリンダ２４を備えている。シリンダ２４は、エアシリンダまたは油圧シリンダである。振動を抑制するために、シリンダ２４はエアクッションを備えてもよい。変位部材２０として油圧シリンダを用いることにより、支持部材１６の移動をさらに速やかに行うことができる。
【００６５】
また、支持部材１６の移動は、例えばカム（偏心カム）を用いて行ってもよい。図１３において、変位部材２０はカム２６ａおよびローラ２６ｂを備えている。ローラ２６ｂの下端部には支持部材１６が取り付けられている。ローラ２６ｂには＋Ｚ方向に付勢力が付与される。付勢力は、スプリングまたはエアシリンダ等を用いて付与される。カム２６ａの回転によってローラ２６ｂの位置が変化することにより、支持部材１６の位置が変化する。
【００６６】
なお、図１３では、カム２６ａおよびローラ２６ｂは別個に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、ローラ２６ｂは、カム２６ａによって形成された経路を通過可能に構成されており、カム２６ａおよびローラ２６ｂは一体的に設けられていてもよい。
【００６７】
あるいは、支持部材１６の移動は、例えば、ギアを用いて行われてもよい。図１５において、変位部材２０はラックギア２８ａおよびピニオンギア２８ｂを備えている。ピニオンギア２８ｂの回転に伴いラックギア２８ａが移動することによって支持部材１６を移動させることができる。なお、倣い印刷を行う場合、支持部材１６の移動は、ボールねじ、または、カムを用いて行うことが好ましい。
【００６８】
転写ロール１４は、円筒形状の２つの底面（平面）のそれぞれから延びるシャフト（図示せず）を有しており、転写ロール１４は両端で保持されたシャフトとともに回転してもよい。または、転写ロール１４は円筒形状を有しており、転写ロール１４は、内周面にシャフトの設けられたコア（図示せず）を挿入した状態で回転してもよい。また、版ロール１２も転写ロール１４と同様の形状を有していてもよい。なお、版ロール１２および転写ロール１４がそれぞれシャフトを有する場合、版ロール１２および転写ロール１４とともにシャフトも移動することが好ましい。以下、図１６および図１７を参照して印刷装置１００を説明する。
【００６９】
印刷装置１００において、版ロール１２はシャフト１２ａを回転中心として回転し、版ロール１４はシャフト１４ａを回転中心として回転する。ここでは、シャフト１４ａは、シャフト１２ａの回転に伴って回転する。このように、版ロール１２および転写ロール１４の駆動源が同一であることにより、版ロール１２および転写ロール１４の回転速度を一定にすることができ、高精度の駆動を行うことができる。なお、ここでは、シャフト１４ａは、シャフト１２ａの回転に基づいて回転したが、シャフト１２ａが、シャフト１４ａの回転に基づいて回転してもよい。このように、版ロール１２および転写ロール１４の一方のシャフトから他方のシャフトに回転が伝達されてもよい。
【００７０】
また、印刷装置１００において、印刷機１０は、平歯車４０、４２をさらに備える。平歯車４０、４２は、いずれもＺ軸に平行な回転軸を中心に回転する。平歯車４２は支持部材１６に取り付けられており、平歯車４２は支持部材１６とともにＺ方向に移動可能である。平歯車４０は、シャフトＨｘの回転をべベルギアＢｇで変換することによって回転し、この回転に伴って、平歯車４０、版ロール１２および転写ロール１４が回転する。
【００７１】
上述した印刷機１０では、部材の連結はギアを用いて行われたが、ギアに代えてユニバーサルジョイントを用いてもよい。ただし、ギアを用いることにより、位置合わせを高精度に行うことができる。
【００７２】
なお、上述したシャフトＨｘはコンベア１１０とともに駆動されてもよい。以下、図１８を参照して印刷装置１００の一例を説明する。コンベア１１０は、歯付ベルト１１０ａおよびスプロケット１１０ｂを有している。歯付ベルト１１０ａはコグドベルトとも呼ばれる。
【００７３】
ここでは、シャフトＨａはモータＭに連結されており、モータＭの回転はシャフトＨａに伝達される。シャフトＨａはべベルギアＢｇを介してシャフトＨｂと連結されており、シャフトＨｂはべベルギアＢｇを介してシャフトＨｘと連結されている。このため、シャフトＨａ、Ｈｂ、ＨｘはそれぞれモータＭの回転に伴って回転している。シャフトＨｂはアイドルシャフトとも呼ばれ、シャフトＨｘはコンベアシャフトとも呼ばれる。ここでは、モータＭによって、印刷機１０の印刷およびコンベア１１０の搬送が駆動される。
【００７４】
上述したように、版ロール１２および転写ロール１４はシャフトＨｘからべベルギアＢｇを介して連結された軸とともに回転する。このため、印刷装置１００の印刷および搬送は同期している。また、コンベア１１０のスプロケットはシャフトＨｂとともに回転する。
【００７５】
例えば、スプロケットの直径と版ロール１２の直径の比を整数にすることにより、基板の搬送と印刷の同期を簡便に行うことができる。例えば、スプロケットの直径と版ロール１２の直径の比は２：１である。あるいは、この比は１：１であってもよい。
【００７６】
このように、搬送および印刷の同期を機械的に行う場合、搬送および印刷の同期を簡便に行うことができる。なお、被印刷物Ｓの搬送速度および印刷周期はモータＭの回転を変化させることによって調整可能である。
【００７７】
図１８を参照した印刷装置１００では、印刷および搬送は機械的に同期されたが、本発明はこれに限定されない。印刷および搬送はサーボシステムを用いて同期してもよい。
【００７８】
なお、上述した説明では、コンベア１１０は一定の速度で被印刷物Ｓを搬送したが、本発明はこれに限定されない。コンベア１１０が被印刷物Ｓを搬送する速度は時間ごとに変化してもよい。例えば、コンベア１１０は被印刷物Ｓを印刷機１０の下に搬送した後、印刷機１０が被印刷物Ｓへの印刷を完了するまでコンベア１１０は搬送を停止し、印刷機１０が被印刷物Ｓへの印刷を完了した後、コンベア１１０は搬送を開始してもよい。このように、コンベア１１０は間欠的に被印刷物Ｓを搬送してもよい。ただし、印刷処理時間を短縮するために、コンベア１１０は、一定の速度で被印刷物Ｓを搬送することが好ましい。
【００７９】
また、上述したように、印刷装置１００は、ギアの噛み合わせによって駆動する場合、コンベア１１０の搬送が一定の速度で行われると、ギアが互いに同じ部分で噛み合うため、一定の負荷の下で搬送を行うことができる。しかしながら、コンベア１１０の搬送速度を変化させたり、コンベア１１０の搬送を停止する場合、ギアの荷重および接触面が一定とはならないため、あそびを比較的多くとる必要があり、高精度な印刷を行うことができない場合がある。このため、この観点からも、コンベア１１０の搬送は一定の速度で行われることが好ましい。
【００８０】
なお、上述した説明では、シャフト１２ａ、１４ａの回転の伝達は直接的に行われたが、本発明はこれに限定されない。図１９に示すように、シャフト１２ａ、１４ａの回転の伝達は、例えば、アイドルギア１３ａ、１３ｂを介して行われてもよい。
【００８１】
また、上述した説明では、版ロール１２を転写ロール１４とともに移動させたが、本発明はこれに限定されない。版ロール１２を移動させることなく転写ロール１４のみを移動させて、転写ロール１４が版ロール１２から分離されてもよい。転写ロール１４の移動は、転写ロール１４が版ロール１２と衝突しないように垂直またはななめに行われる。例えば、インクＫが版ロール１２から転写ロール１４に転写する際に直径のほぼ等しい版ロール１２と転写ロール１４をほぼ等しい高さに配置する場合、移動時に、転写ロール１４は、Ｘ方向およびＹ方向にほとんど移動させることなくＺ方向に移動させることができる。あるいは、転写ロール１４は、スイングアームによって移動してもよい。
【００８２】
なお、図１７に示したように、版ロール１２および転写ロール１４がギアによって駆動される場合、転写ロール１４の移動時に版ロール１２と転写ロール１４とを切り離すと、ギアの噛み合わせが切り離れることになる。その後、印刷の開始時に、転写ロール１４が版ロール１２に近接するように移動させてギアを再び噛み合わせることが必要となるが、このとき、ギアが適切に噛み合わないことがある。このため、転写ロール１４は版ロール１２とともに移動することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明によれば、複雑な形状の被印刷物への印刷を好適に行うことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 印刷機
１２ 版ロール
１４ 転写ロール
１６ 支持部材
１８ 固定部材
２０ 変位部材
１００ 印刷装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷機、印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷技術の１つとしてオフセット印刷が知られている。オフセット印刷では、インクは、版から転写ロールに転写した後、転写ロールから被印刷物に転写する。このようなオフセット印刷は平板印刷とも呼ばれる。
【０００３】
転写ロールだけでなく版もロール形状に形成されているオフセット印刷機は大量印刷に好適に用いられる（特許文献１参照）。特許文献１の印刷機では、版ロールから転写ロールへのインクの転写を高速に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１１８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の印刷機では、複雑な形状の被印刷物に対して印刷を適切に行うことができない。例えば、被印刷物の印刷面側に突起部がある場合、転写ロールが被印刷物の突起部と衝突してしまうことがある。また、被印刷物が凹凸形状を有する場合、被印刷物に対する転写ロールの印圧が一定にならず、適切に印刷を行うことができないことがある。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされものであり、その目的は、複雑な形状の被印刷物に対して印刷を適切に行うことが可能な印刷機、印刷装置および印刷方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による印刷機は、回転可能な版ロールと、回転可能な転写ロールであって、前記版ロールから転写されたインクを被印刷物に転写させる転写ロールとを備える、印刷機であって、前記転写ロールは回転した状態で移動する。
【０００８】
ある実施形態において、前記転写ロールの移動は、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる。
【０００９】
ある実施形態において、前記転写ロールは、被印刷物を被加圧面に加圧して前記インクを前記被印刷物に転写させ、前記転写ロールは、前記被加圧面からの距離が変化するように移動する。
【００１０】
ある実施形態において、前記版ロールは前記転写ロールとともに移動する。
【００１１】
ある実施形態において、前記転写ロールは、前記転写ロールの下端部以外の箇所が前記被印刷物と衝突しないように移動する。
【００１２】
ある実施形態において、前記転写ロールは、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間において前記被印刷物に対する前記転写ロールの印圧がほぼ一定になるように移動する。
【００１３】
ある実施形態において、前記印刷機は、前記版ロールおよび前記転写ロールを支持する支持部材と、固定部材と、前記固定部材に対する前記支持部材の位置を変化させる変位部材とをさらに備える。
【００１４】
ある実施形態において、前記変位部材は、ボールねじ、シリンダ、カム、および、ギアの少なくとも１つを有する。
【００１５】
本発明の印刷装置は、上記に記載の印刷機と、前記被印刷物を前記印刷機に対して相対的に搬送する搬送部とを備える。
【００１６】
ある実施形態において、前記転写ロールは、前記搬送部によって搬送される前記被印刷物の形状および搬送速度に応じて移動する。
【００１７】
本発明による印刷方法は、インクが、回転する版ロールから回転する転写ロールに転写する工程と、前記インクが、前記回転する転写ロールから被印刷物に転写する工程と、前記回転する転写ロールの移動を行う工程とを包含する。
【００１８】
ある実施形態では、前記転写ロールの移動を行う工程において、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複雑な形状の被印刷物に対して印刷を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の印刷方法の模式図を示す。
【図６】本発明による印刷装置の実施形態の模式図を示す。
【図７】本発明による印刷装置の実施形態の模式図を示す。
【図８】本発明による印刷機の実施形態の模式的な側面図を示す。
【図９】本発明による印刷機の実施形態の模式的な上面図を示す。
【図１０】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１１】図１０に示した印刷機におけるボールねじおよびその近傍の模式図を示す。
【図１２】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１３】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１４】（ａ）は図１３に示した印刷機における変位部材の変形例の模式図を示し、（ｂ）は（ａ）の１４ｂ−１４ｂ’線に沿った断面図を示す。
【図１５】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【図１６】本実施形態の印刷装置の模式図を示す。
【図１７】本実施形態の印刷装置の模式図を示す。
【図１８】本実施形態の印刷装置の模式図を示す。
【図１９】本発明による印刷機の実施形態の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明による印刷機の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２２】
図１に、本発明による印刷機１０の実施形態の模式図を示す。本実施形態の印刷機１０は、版ロール１２および転写ロール１４を備える。版ロール１２および転写ロール１４はそれぞれ回転可能である。ここでは、版ロール１２および転写ロール１４の直径はほぼ等しい。
【００２３】
版ロール１２の表面は金属メッキで処理されている。典型的には、版ロール１２には、所定のパターンに凹溝が形成されている。このパターンは、被印刷物Ｓに印刷される線・図形・模様その他に対応する。転写ロール１４の表面にはブランケットが設けられる。典型的には、ブランケットはゴムから形成される。例えば、ブランケットは、シリコーンのゴムから形成される。
【００２４】
印刷機１０は、版ロール１２および転写ロール１４はいずれも回転した状態で印刷を行う。回転する版ロール１２から転写ロール１４に転写されたインクＫは、転写ロール１４の回転とともに転写ロール１４の下端部に移動する。転写ロール１４の下端部において転写ロール１４が被印刷物Ｓと接触すると、インクＫは転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。このようにしてインクＫの印刷が行われる。
【００２５】
なお、ここでは、版ロール１２および転写ロール１４の直径はほぼ等しかったが、本発明はこれに限定さない。版ロール１２および転写ロール１４の直径は異なってもよい。ただし、版ロール１２および転写ロール１４のうちの一方の直径は他方の直径の整数倍であることが好ましい。
【００２６】
インクＫは、導電性材料を含んでもよい。例えば、インクＫは、粒子状の導電性材料およびビヒクルを有しており、ビヒクルは樹脂および溶剤を含む。また、インクＫは、顔料を含んでもよい。あるいは、インクＫはコーティング剤を含んでいてもよい。この場合、印刷機１０がインクＫを印刷することにより、被印刷物Ｓの表面処理を行うことができる。
【００２７】
版ロール１２へのインクＫの供給は任意の方法で行われる。例えば、インクＫは版ロール１２の上部から垂らされてもよく、または、インクＫはインク貯め（図示せず）から供給されてもよい。あるいは、インクＫはノズル（図示せず）から版ロール１２に向かって噴出されてもよい。また、ここでは図示していないが、版ロール１２にスクレーパが取り付けられており、版ロール１２とスクレーパとの界面近傍に溜まったインク量をセンサで検出することによって版ロール１２へのインクＫの供給を制御してもよい。
【００２８】
本実施形態の印刷機１０において、転写ロール１４は回転時に移動する。例えば、転写ロール１４は上下方向（Ｚ方向）に移動する。詳細は後述するが、転写ロール１４が回転時に移動することにより、被印刷物Ｓの形状が複雑であっても印刷を適切に行うことができる。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写した後、および、インクＫが転写ロール１４および被印刷物Ｓの両方と接触している期間のうちのいずれかに行われてもよい。
【００２９】
例えば、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前に行われる。以下、図２を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。被印刷物ＳはＸ方向に搬送されている。ここでは、印刷機１０のＸ方向の位置は固定されており、被印刷物Ｓが−Ｘ方向から＋Ｘ方向に搬送される。なお、被印刷物ＳのＸ方向の位置が固定され、印刷機１０が−Ｘ方向に搬送されてもよい。このように、被印刷物Ｓは印刷機１０に対して相対的に搬送されればよい。
【００３１】
また、ここでは、被印刷物Ｓは、高さほぼ一定の平坦部と、平坦部よりも高い突起部とを有している。突起部は−Ｘ方向側に設けられており、被印刷物Ｓの突起部は、平坦部よりも後に、印刷機１０の下に到達する。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、インクＫは、転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓは、転写ロール１４の下端部と被印刷物Ｓの下方に位置する被加圧面とによって所定の圧力が付与され、インクＫが被印刷物Ｓに転写する。ここでは、インクＫは、被印刷物Ｓの平坦部に転写する。
【００３３】
その後、図２（ｃ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、転写ロール１４は被加圧面から離れるように上方（＋Ｚ方向）に移動する。これにより、転写ロール１４が被印刷物Ｓの突起部と衝突することを避けることができ、複雑な形状の被印刷物への印刷を適切に行うことができる。なお、ここでは、転写ロール１４の移動時に版ロール１２も併せて移動している。
【００３４】
その後、必要に応じて、転写ロール１４は元の印刷位置に戻ってもよい。例えば、次に、図２（ａ）に示したのと同様の形状を有する被印刷物Ｓが搬送される場合、上方に移動した転写ロール１４は元の印刷位置に戻ることが好ましい。
【００３５】
図２では、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写した後に行われたが、本発明はこれに限定されない。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前に行われてもよい。以下、図３を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。被印刷物ＳはＸ方向に搬送されるが、上述したように、被印刷物Ｓは印刷機１０に対して相対的に搬送されていればよい。
【００３７】
被印刷物Ｓは、高さほぼ一定の平坦部と、平坦部よりも高い突起部とを有している。ここでは、被印刷物Ｓの突起部は＋Ｘ方向側に設けられており、被印刷物Ｓの突起部は、平坦部よりも前に、印刷機１０の下に到達する。ここでは、版ロール１２および転写ロール１４は上方に位置しており、この位置では、被印刷物Ｓがこのまま搬送されたとしても被印刷物Ｓの突起部は版ロール１２および転写ロール１４のいずれとも接触しない。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、被印刷物Ｓの突起部が転写ロール１４の下方を通過した後、転写ロール１４はその下端部が被印刷物Ｓの突起部よりも低くなるように−Ｚ方向に移動する。被印刷物Ｓの突起部が転写ロール１４と衝突しなければ、転写ロール１４の移動はいつ開始されてもよい。
【００３９】
その後、図３（ｃ）に示すように、インクＫは、回転する転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓには、転写ロール１４の下端部と被印刷物Ｓの下方に位置する被加圧面とによって所定の圧力が付与され、インクＫの転写が行われる。ここでは、インクＫは被印刷物Ｓの平坦部に転写する。
【００４０】
このように、転写ロール１４を移動させることにより、転写ロール１４が被印刷物Ｓの突起部と衝突することを避けることができ、複雑な形状の被印刷物への印刷を適切に行うことができる。なお、必要に応じて、転写ロール１４は非印刷位置に戻ってもよい。例えば、次に、図３（ａ）に示したのと同様の形状を有する被印刷物Ｓが搬送される場合、上方に移動した転写ロール１４は非印刷位置に戻ることが好ましい。
【００４１】
図２および図３では、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写した後および転写する前にそれぞれ行われたが、本発明はこれに限定されない。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する前および被印刷物Ｓに転写した後の両方で行われてもよい。以下、図４を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。被印刷物Ｓは印刷機１０に対して＋Ｘ方向に相対的に搬送される。また、ここでは、被印刷物Ｓは、高さほぼ一定の平坦部と、平坦部よりも高い突起部とを有している。突起部は＋Ｘ方向側および−Ｘ方向側の両方に設けられており、被印刷物Ｓは凹面形状を有している。以下の説明において、＋Ｘ方向側の突起部を前方突起部と呼び、−Ｘ方向側の突起部を後方突起部と呼ぶ。被印刷物Ｓの前方突起部が転写ロール１４の下方に到達する前には、版ロール１２および転写ロール１４は、被印刷物Ｓがこのまま搬送されたとしても被印刷物Ｓの前方突起部と接触しないように位置にしている。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、被印刷物Ｓの前方突起部が転写ロール１４の下方を通過した後、転写ロール１４はその下端部が被印刷物Ｓの前方突起部よりも低くなるように−Ｚ方向に移動し、インクＫは転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓの前方突起部が転写ロール１４と衝突しなければ、転写ロール１４の移動はいつ開始されてもよい。
【００４４】
その後、図４（ｃ）に示すように、転写ロール１４は回転した状態で移動する。具体的には、転写ロール１４は被加圧面から離れるように上方（＋Ｚ方向）に移動する。被印刷物Ｓの後方突起部が転写ロール１４と衝突しなければ、転写ロール１４の移動はいつ開始されてもよい。これにより、転写ロール１４が被印刷物Ｓの後方突起部と衝突することを避けることができる。以上のようにして、複雑な形状の被印刷物への印刷を適切に行うことができる。このような印刷機１０および印刷方法は、車両のリアウィンドウへの印刷に好適に用いられる。
【００４５】
例えば、リアウィンドウは、透明な樹脂から形成されている。強度の観点から、例えば、リアウィンドウは、ポリカーボネイト樹脂から形成される。印刷機１０は、リアウィンドウの表面に、透明導電性材料から形成された細線を印刷することができる。例えば、この細線を熱線として用いることにより、曇りの除去を行うことができる。透明導電性材料は、例えば、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）である。
【００４６】
なお、上述した説明では、転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４および被印刷物Ｓの一方にある期間に行われたが、本発明はこれに限定されない。転写ロール１４の移動は、インクＫが転写ロール１４および被印刷物Ｓの両方と接触している期間に行われてもよい。以下、図５を参照して、本実施形態の印刷方法を説明する。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、インクＫは、回転する版ロール１２から回転する転写ロール１４に転写する。上述したように、被印刷物Ｓは印刷機１０に対して＋Ｘ方向に相対的に搬送されている。ここでは、被印刷物Ｓの印刷面は曲面形状を有している。
【００４８】
図５（ｂ）に示すように、インクＫは、回転する転写ロール１４から被印刷物Ｓに転写する。被印刷物Ｓは、転写ロール１４の下端部と被印刷物Ｓの下方に位置する被加圧面とによって所定の圧力が付与され、インクＫの転写が行われる。なお、ここでは、インクＫは、被印刷物Ｓの曲面に転写する。このとき、転写ロール１４は回転した状態で移動する。転写ロール１４は被印刷物Ｓの曲面形状と整合して転写ロール１４の被印刷物Ｓに対する印圧がほぼ一定となるように上下方向に移動する。
【００４９】
その後、図５（ｃ）に示すように、転写ロール１４による被印刷物ＳへのインクＫの転写は完了し、被印刷物Ｓは＋Ｘ方向に搬送される。このように、被印刷物Ｓの印刷面が曲面であっても印刷を適切に行うことができる。このような印刷は倣い印刷とも呼ばれる。なお、図１〜図５では、図面が過度に複雑になることを避けるために、インクＫを一体的に連続に示したが、インクＫは所定のパターンとなるように複数に分離されていてよい。
【００５０】
図６に、印刷機１０を備える印刷装置１００の模式図を示す。印刷装置１００は、印刷機１０と、印刷機１０に対して被印刷物Ｓを相対的に搬送する搬送部１１０とを備えている。ここでは、搬送部１１０はコンベアであり、コンベア１１０は、Ｘ方向に沿って固定された印刷機１０に対して被印刷物Ｓを搬送する。印刷装置１００は、インクＫを乾燥させる乾燥装置１２０をさらに備えてもよい。
【００５１】
印刷装置１００において、転写ロール１４の移動速度は、被印刷物Ｓの搬送速度に応じて設定される。例えば、転写ロール１４をＺ方向に１００ｍｍ移動させる場合、１秒当たりの転写ロール１４のＺ方向の移動可能速度が１０ｍｍ／秒であると、この移動には１０秒の時間が必要である。このため、コンベア１１０の搬送速度は、被印刷物Ｓが１０秒搬送しても問題が生じないように設定される。
【００５２】
また、図６では、搬送部１１０は被印刷物Ｓを搬送したが、本発明はこれに限定されない。搬送部１１０は印刷機１０を搬送してもよい。
【００５３】
図７に、印刷機１０を備える印刷装置１００の模式図を示す。印刷装置１００は、印刷機１０と、印刷機１０を搬送する搬送部１１０とを備えている。ここでは、搬送部１１０はコンベアであり、コンベア１１０は、Ｘ方向に沿って固定して配置された被印刷物Ｓに対して印刷機１０を搬送する。
【００５４】
なお、図６および図７では、搬送部１１０は、被印刷物Ｓおよび印刷機１０のいずれかを搬送したが、本発明はこれに限定されない。被印刷物Ｓおよび印刷機１０のそれぞれが異なる搬送部１１０によって搬送され、被印刷物Ｓは、印刷機１０に対して相対的に搬送されてもよい。
【００５５】
また、図６および図７を参照して上述した説明では、印刷装置１００の印刷機１０は１つであったが、本発明はこれに限定されない。印刷装置１００は複数の印刷機１０を備えており、被印刷物Ｓに積層構造のインクＫが印刷されてもよい。また、図６および図７を参照して上述した説明では、印刷機１０の版ロール１２は１つであったが、本発明はこれに限定されない。印刷機１０は複数の版ロール１２を備えており、被印刷物Ｓに積層構造のインクＫが印刷されてもよい。
【００５６】
上述したように、版ロール１２は転写ロール１４とともに移動することが好ましい。以下、図８および図９を参照して本実施形態の印刷機１０を説明する。
【００５７】
図８に、印刷機１０の模式的な側面図を示し、図９に、印刷機１０の模式的な上面図を示す。印刷機１０は、版ロール１２および転写ロール１４に加えて、版ロール１２および転写ロール１４を支持する支持部材１６と、固定部材１８と、固定部材１８に対する支持部材１６の位置を変化させる変位部材２０とを備える。例えば、変位部材２０は、ボールねじ、シリンダ（エアシリンダおよび油圧シリンダ）、カム（例えば、偏心カム）およびギアの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００５８】
支持部材１６は、上面および側面を有しており、支持部材１６の下方は開口されている。版ロール１２および転写ロール１４は支持部材１６の上面および／または側面に支持されており、転写ロール１４は、その下端部が支持部材１６の下端部よりも低くなるように取り付けられている。
【００５９】
支持部材１６は、変位部材２０を介して固定部材１８に取り付けられている。変位部材２０が変化しない場合、支持部材１６は移動しないが、変位部材２０の変化により、支持部材１６は固定部材１８に対して移動する。例えば、変位部材２０の変化により、支持部材１６は地面に対して垂直方向（Ｚ方向）に往復に移動する。支持部材１６の移動方向は、固定部材１８に設けられた方向規制部材３０によって規定されてもよい。方向規制部材３０は、例えば、ＬＭガイド（Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｔｉｏｎ Ｇｕｉｄｅ）である。
【００６０】
印刷機１０では、変位部材２０により、版ロール１２および転写ロール１４を支持する支持部材１６の位置を変化させている。このため、被印刷物Ｓが複雑な形状であっても、印刷を適切に行うことができる。例えば、被印刷物Ｓが凹面形状を有していても、転写ロール１４が被印刷物Ｓの印刷すべきでない面と衝突することを避けることができる。また、変位部材２０によって支持部材１６を適切に移動させることにより、被印刷物が複雑な形状であっても、転写ロール１４がインクＫを被印刷物Ｓに印刷する際の印圧の変化を抑制することができる。
【００６１】
例えば、変位部材２０は以下のような構成を有している。図１０において、変位部材２０はボールねじ２２を備えている。ボールねじ２２は、ねじ軸２２ａおよびナット２２ｂを有している。ねじ軸２２ａは、ナット２２ｂの回転に伴って移動する。ナット２２ｂは固定部材１８に取り付けられており、ねじ軸２２ａの先端は支持部材１６に取り付けられている。支持部材１６は、ナット２２ｂとともに移動する。
【００６２】
図１１に、図１０に示しボールねじ２２およびその近傍の模式的な拡大図を示す。ここでは、固定部材１８の上方に、ウォーム２３ａおよびウォームホイール２３ｂが設けられており、ウォームホイール２３ｂはねじ２３ｓによってナット２２ｂに取り付けられている。ウォーム２３ａの回転により、ウォームホイール２３ｂとともにナット２２ｂが回転し、これに伴い、ねじ軸２２ａが回転し、ねじ軸２２ａに取り付けられた支持部材１６が移動する。ウォーム２３ａの駆動はモータ（図示せず）を用いて行われる。モータとしてサーボモータを用いることにより、支持部材１６を所定のタイミングで所定の距離だけ移動させることができる。
【００６３】
サーボモータは、例えば、１分間に３万回転可能である。仮に、ウォーム２３ａを駆動するモータが１分間に２万回転し、ウォーム２３ａとウォームホイール２３ｂとのギア比が４０：１であり、ねじ軸２２ａの送りピッチが５ｍｍであると、１分間に２５００ｍｍ（１秒に約４０ｍｍ）の移動を行うことができる。例えば、転写ロール１４をＺ方向に１６０ｍｍ移動させる場合、約４秒で転写ロール１４の移動を完了させることができる。なお、例えば、ねじ軸２２ａの送りピッチを倍にすると、移動時間を半分にすることができる。
【００６４】
支持部材１６の移動は、例えば、シリンダを用いて行われてもよい。図１２において、変位部材２０はシリンダ２４を備えている。シリンダ２４は、エアシリンダまたは油圧シリンダである。振動を抑制するために、シリンダ２４はエアクッションを備えてもよい。変位部材２０として油圧シリンダを用いることにより、支持部材１６の移動をさらに速やかに行うことができる。
【００６５】
また、支持部材１６の移動は、例えばカム（偏心カム）を用いて行ってもよい。図１３において、変位部材２０はカム２６ａおよびローラ２６ｂを備えている。ローラ２６ｂの下端部には支持部材１６が取り付けられている。ローラ２６ｂには＋Ｚ方向に付勢力が付与される。付勢力は、スプリングまたはエアシリンダ等を用いて付与される。カム２６ａの回転によってローラ２６ｂの位置が変化することにより、支持部材１６の位置が変化する。
【００６６】
なお、図１３では、カム２６ａおよびローラ２６ｂは別個に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、ローラ２６ｂは、カム２６ａによって形成された経路を通過可能に構成されており、カム２６ａおよびローラ２６ｂは一体的に設けられていてもよい。
【００６７】
あるいは、支持部材１６の移動は、例えば、ギアを用いて行われてもよい。図１５において、変位部材２０はラックギア２８ａおよびピニオンギア２８ｂを備えている。ピニオンギア２８ｂの回転に伴いラックギア２８ａが移動することによって支持部材１６を移動させることができる。なお、倣い印刷を行う場合、支持部材１６の移動は、ボールねじ、または、カムを用いて行うことが好ましい。
【００６８】
転写ロール１４は、円筒形状の２つの底面（平面）のそれぞれから延びるシャフト（図示せず）を有しており、転写ロール１４は両端で保持されたシャフトとともに回転してもよい。または、転写ロール１４は円筒形状を有しており、転写ロール１４は、内周面にシャフトの設けられたコア（図示せず）を挿入した状態で回転してもよい。また、版ロール１２も転写ロール１４と同様の形状を有していてもよい。なお、版ロール１２および転写ロール１４がそれぞれシャフトを有する場合、版ロール１２および転写ロール１４とともにシャフトも移動することが好ましい。以下、図１６および図１７を参照して印刷装置１００を説明する。
【００６９】
印刷装置１００において、版ロール１２はシャフト１２ａを回転中心として回転し、版ロール１４はシャフト１４ａを回転中心として回転する。ここでは、シャフト１４ａは、シャフト１２ａの回転に伴って回転する。このように、版ロール１２および転写ロール１４の駆動源が同一であることにより、版ロール１２および転写ロール１４の回転速度を一定にすることができ、高精度の駆動を行うことができる。なお、ここでは、シャフト１４ａは、シャフト１２ａの回転に基づいて回転したが、シャフト１２ａが、シャフト１４ａの回転に基づいて回転してもよい。このように、版ロール１２および転写ロール１４の一方のシャフトから他方のシャフトに回転が伝達されてもよい。
【００７０】
また、印刷装置１００において、印刷機１０は、平歯車４０、４２をさらに備える。平歯車４０、４２は、いずれもＺ軸に平行な回転軸を中心に回転する。平歯車４２は支持部材１６に取り付けられており、平歯車４２は支持部材１６とともにＺ方向に移動可能である。平歯車４０は、シャフトＨｘの回転をべベルギアＢｇで変換することによって回転し、この回転に伴って、平歯車４０、版ロール１２および転写ロール１４が回転する。
【００７１】
上述した印刷機１０では、部材の連結はギアを用いて行われたが、ギアに代えてユニバーサルジョイントを用いてもよい。ただし、ギアを用いることにより、位置合わせを高精度に行うことができる。
【００７２】
なお、上述したシャフトＨｘはコンベア１１０とともに駆動されてもよい。以下、図１８を参照して印刷装置１００の一例を説明する。コンベア１１０は、歯付ベルト１１０ａおよびスプロケット１１０ｂを有している。歯付ベルト１１０ａはコグドベルトとも呼ばれる。
【００７３】
ここでは、シャフトＨａはモータＭに連結されており、モータＭの回転はシャフトＨａに伝達される。シャフトＨａはべベルギアＢｇを介してシャフトＨｂと連結されており、シャフトＨｂはべベルギアＢｇを介してシャフトＨｘと連結されている。このため、シャフトＨａ、Ｈｂ、ＨｘはそれぞれモータＭの回転に伴って回転している。シャフトＨｂはアイドルシャフトとも呼ばれ、シャフトＨｘはコンベアシャフトとも呼ばれる。ここでは、モータＭによって、印刷機１０の印刷およびコンベア１１０の搬送が駆動される。
【００７４】
上述したように、版ロール１２および転写ロール１４はシャフトＨｘからべベルギアＢｇを介して連結された軸とともに回転する。このため、印刷装置１００の印刷および搬送は同期している。また、コンベア１１０のスプロケットはシャフトＨｂとともに回転する。
【００７５】
例えば、スプロケットの直径と版ロール１２の直径の比を整数にすることにより、基板の搬送と印刷の同期を簡便に行うことができる。例えば、スプロケットの直径と版ロール１２の直径の比は２：１である。あるいは、この比は１：１であってもよい。
【００７６】
このように、搬送および印刷の同期を機械的に行う場合、搬送および印刷の同期を簡便に行うことができる。なお、被印刷物Ｓの搬送速度および印刷周期はモータＭの回転を変化させることによって調整可能である。
【００７７】
図１８を参照した印刷装置１００では、印刷および搬送は機械的に同期されたが、本発明はこれに限定されない。印刷および搬送はサーボシステムを用いて同期してもよい。
【００７８】
なお、上述した説明では、コンベア１１０は一定の速度で被印刷物Ｓを搬送したが、本発明はこれに限定されない。コンベア１１０が被印刷物Ｓを搬送する速度は時間ごとに変化してもよい。例えば、コンベア１１０は被印刷物Ｓを印刷機１０の下に搬送した後、印刷機１０が被印刷物Ｓへの印刷を完了するまでコンベア１１０は搬送を停止し、印刷機１０が被印刷物Ｓへの印刷を完了した後、コンベア１１０は搬送を開始してもよい。このように、コンベア１１０は間欠的に被印刷物Ｓを搬送してもよい。ただし、印刷処理時間を短縮するために、コンベア１１０は、一定の速度で被印刷物Ｓを搬送することが好ましい。
【００７９】
また、上述したように、印刷装置１００は、ギアの噛み合わせによって駆動する場合、コンベア１１０の搬送が一定の速度で行われると、ギアが互いに同じ部分で噛み合うため、一定の負荷の下で搬送を行うことができる。しかしながら、コンベア１１０の搬送速度を変化させたり、コンベア１１０の搬送を停止する場合、ギアの荷重および接触面が一定とはならないため、あそびを比較的多くとる必要があり、高精度な印刷を行うことができない場合がある。このため、この観点からも、コンベア１１０の搬送は一定の速度で行われることが好ましい。
【００８０】
なお、上述した説明では、シャフト１２ａ、１４ａの回転の伝達は直接的に行われたが、本発明はこれに限定されない。図１９に示すように、シャフト１２ａ、１４ａの回転の伝達は、例えば、アイドルギア１３ａ、１３ｂを介して行われてもよい。
【００８１】
また、上述した説明では、版ロール１２を転写ロール１４とともに移動させたが、本発明はこれに限定されない。版ロール１２を移動させることなく転写ロール１４のみを移動させて、転写ロール１４が版ロール１２から分離されてもよい。転写ロール１４の移動は、転写ロール１４が版ロール１２と衝突しないように垂直またはななめに行われる。例えば、インクＫが版ロール１２から転写ロール１４に転写する際に直径のほぼ等しい版ロール１２と転写ロール１４をほぼ等しい高さに配置する場合、移動時に、転写ロール１４は、Ｘ方向およびＹ方向にほとんど移動させることなくＺ方向に移動させることができる。あるいは、転写ロール１４は、スイングアームによって移動してもよい。
【００８２】
なお、図１７に示したように、版ロール１２および転写ロール１４がギアによって駆動される場合、転写ロール１４の移動時に版ロール１２と転写ロール１４とを切り離すと、ギアの噛み合わせが切り離れることになる。その後、印刷の開始時に、転写ロール１４が版ロール１２に近接するように移動させてギアを再び噛み合わせることが必要となるが、このとき、ギアが適切に噛み合わないことがある。このため、転写ロール１４は版ロール１２とともに移動することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明によれば、複雑な形状の被印刷物への印刷を好適に行うことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 印刷機
１２ 版ロール
１４ 転写ロール
１６ 支持部材
１８ 固定部材
２０ 変位部材
１００ 印刷装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な版ロールと、
回転可能な転写ロールであって、前記版ロールから転写されたインクを被印刷物に転写させる転写ロールと
を備える、印刷機であって、
前記転写ロールは回転した状態で移動する、印刷機。
【請求項２】
前記転写ロールの移動は、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる、請求項１に記載の印刷機。
【請求項３】
前記転写ロールは、被印刷物を被加圧面に加圧して前記インクを前記被印刷物に転写させ、
前記転写ロールは、前記被加圧面からの距離が変化するように移動する、請求項１または２に記載の印刷機。
【請求項４】
前記版ロールは前記転写ロールとともに移動する、請求項１から３のいずれかに記載の印刷機。
【請求項５】
前記転写ロールは、前記転写ロールの下端部以外の箇所が前記被印刷物と衝突しないように移動する、請求項１から４のいずれかに記載の印刷機。
【請求項６】
前記転写ロールは、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間において前記被印刷物に対する前記転写ロールの印圧がほぼ一定になるように移動する、請求項１から５のいずれかに記載の印刷機。
【請求項７】
前記版ロールおよび前記転写ロールを支持する支持部材と、
固定部材と、
前記固定部材に対する前記支持部材の位置を変化させる変位部材と
をさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の印刷機。
【請求項８】
前記変位部材は、ボールねじ、シリンダ、カム、および、ギアの少なくとも１つを有する、請求項７に記載の印刷機。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の印刷機と、
前記被印刷物を前記印刷機に対して相対的に搬送する搬送部と
を備える、印刷装置。
【請求項１０】
前記転写ロールは、前記搬送部によって搬送される前記被印刷物の形状および搬送速度に応じて移動する、請求項９に記載の印刷装置。
【請求項１１】
インクが、回転する版ロールから回転する転写ロールに転写する工程と、
前記インクが、前記回転する転写ロールから被印刷物に転写する工程と、
前記回転する転写ロールの移動を行う工程と
を包含する、印刷方法。
【請求項１２】
前記転写ロールの移動を行う工程において、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる、請求項１１に記載の印刷方法。
【請求項１】
回転可能な版ロールと、
回転可能な転写ロールであって、前記版ロールから転写されたインクを被印刷物に転写させる転写ロールと
を備える、印刷機であって、
前記転写ロールは回転した状態で移動する、印刷機。
【請求項２】
前記転写ロールの移動は、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる、請求項１に記載の印刷機。
【請求項３】
前記転写ロールは、被印刷物を被加圧面に加圧して前記インクを前記被印刷物に転写させ、
前記転写ロールは、前記被加圧面からの距離が変化するように移動する、請求項１または２に記載の印刷機。
【請求項４】
前記版ロールは前記転写ロールとともに移動する、請求項１から３のいずれかに記載の印刷機。
【請求項５】
前記転写ロールは、前記転写ロールの下端部以外の箇所が前記被印刷物と衝突しないように移動する、請求項１から４のいずれかに記載の印刷機。
【請求項６】
前記転写ロールは、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間において前記被印刷物に対する前記転写ロールの印圧がほぼ一定になるように移動する、請求項１から５のいずれかに記載の印刷機。
【請求項７】
前記版ロールおよび前記転写ロールを支持する支持部材と、
固定部材と、
前記固定部材に対する前記支持部材の位置を変化させる変位部材と
をさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の印刷機。
【請求項８】
前記変位部材は、ボールねじ、シリンダ、カム、および、ギアの少なくとも１つを有する、請求項７に記載の印刷機。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の印刷機と、
前記被印刷物を前記印刷機に対して相対的に搬送する搬送部と
を備える、印刷装置。
【請求項１０】
前記転写ロールは、前記搬送部によって搬送される前記被印刷物の形状および搬送速度に応じて移動する、請求項９に記載の印刷装置。
【請求項１１】
インクが、回転する版ロールから回転する転写ロールに転写する工程と、
前記インクが、前記回転する転写ロールから被印刷物に転写する工程と、
前記回転する転写ロールの移動を行う工程と
を包含する、印刷方法。
【請求項１２】
前記転写ロールの移動を行う工程において、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写した後、前記インクが前記転写ロールから前記被印刷物に転写する前、および、前記インクが前記転写ロールおよび前記被印刷物の両方と接触している期間のうちのいずれかに行われる、請求項１１に記載の印刷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１７６５８５（Ｐ２０１２−１７６５８５Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１６７９（Ｐ２０１１−４１６７９）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（５１１０３９５００）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（５１１０３９５００）
【Ｆターム（参考）】
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