印刷装置の印圧計測方法及び装置
【課題】 計測精度を向上させる。
【解決手段】 下部ロール９の上方に配した押付側印刷用ロール５を保持するロール保持フレーム６と、ロール押し付け機構となるジャッキ７との間に、上下方向の圧縮荷重の大きさと歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体８を介装する。計測用構造体８に歪センサ１４を取り付け、歪センサ１４の出力側にアンプ１５を介して計測器１６を接続して印刷装置の印圧計測装置を形成する。ジャッキ７により下降させる押付側印刷用ロール５を下部ロール９の上側に接触させて、その自重による荷重を下部ロール９に受けさせて支持させた後、更にジャッキ７により押付側印刷用ロール５を下部ロール９に対し押し付けて印圧を発生させるときに、計測器１６にて、計測用構造体８に生じた歪変形の歪量と、計測用構造体８における圧縮荷重と歪変形との相関関係を基に、発生した印圧を計測させる。
【解決手段】 下部ロール９の上方に配した押付側印刷用ロール５を保持するロール保持フレーム６と、ロール押し付け機構となるジャッキ７との間に、上下方向の圧縮荷重の大きさと歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体８を介装する。計測用構造体８に歪センサ１４を取り付け、歪センサ１４の出力側にアンプ１５を介して計測器１６を接続して印刷装置の印圧計測装置を形成する。ジャッキ７により下降させる押付側印刷用ロール５を下部ロール９の上側に接触させて、その自重による荷重を下部ロール９に受けさせて支持させた後、更にジャッキ７により押付側印刷用ロール５を下部ロール９に対し押し付けて印圧を発生させるときに、計測器１６にて、計測用構造体８に生じた歪変形の歪量と、計測用構造体８における圧縮荷重と歪変形との相関関係を基に、発生した印圧を計測させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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な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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、この剪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、その印圧制御を行なうためには、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。
【０００４】
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で、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）することで、印刷を実施するようにしたオフセット印刷機がある。
【０００５】
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）処理を行なわせるときの印圧、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）処理を行な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、その印圧制御を行なうために、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。
【０００６】
図７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。
【０００７】
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）。
【０００８】
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なわれている。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２０５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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なう際には、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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なう際の印圧の制御調整を行な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な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なうことは困難である。
【００１７】
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なう際に、上記印圧を高精度で計測できるようにし、よって、印圧の制御調整をより高精度に行な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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、押付対象物の上側に配置した押付側印刷用ロール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、該押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で接触させるときに、上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に介装して設けてある計測用構造体に生じる変形を、変形検出手段により検出し、該変形検出手段により検出された上記計測用構造体の変形量と、上記計測用構造体の荷重と変形量との相関関係を基に、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。
【００１９】
又、上記構成において、計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出することができる歪センサを用いるようにする。
【００２０】
同様に、上記構成において、計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出する微小距離センサを用いるようにする。
【００２１】
又、請求項４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の間に計測用構造体を介装すると共に、該計測用構造体に生じる変形を検出するための変形検出手段と、計測器を備え、該計測器を、上記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た上記押付側印刷用ロールを上記押付対象物に押し付けるようにして接触させるときに上記変形検出手段より入力される上記計測用構造体の変形量の検出信号と、上記計測用構造体の荷重と変形量との既知の相関関係を基に、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機能を備えてなるものとした構成を有する印刷装置の印圧計測装置とする。
【００２２】
更に、上記構成において、計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出するための歪センサとした構成とする。
【００２３】
同様に、上記構成において、計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出するための微小距離センサとした構成とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）押付対象物の上側に配置した押付側印刷用ロール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、該押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で接触させるときに、上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に介装して設けてある計測用構造体に生じる変形を、変形検出手段により検出し、該変形検出手段により検出された上記計測用構造体の変形量と、上記計測用構造体の荷重と変形量との相関関係を基に、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、押付側印刷用ロールの自重分が押付対象物に支持された後に上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に設けてある計測用構造体に上下方向の圧縮荷重が作用することで該計測用構造体に生じる変形量を基にして上記印圧を計測することができる。
（２）上記印圧の計測の基礎となる上記計測用構造体の上下方向の圧縮荷重による変形量は、上記押付側印刷用ロールの自重による影響を受けないため、該計測用構造体の上下方向の圧縮荷重による変形量を基にして、上記押付側印刷用ロールや押付対象物の自重による荷重よりも小さい印圧を精度よく計測することができる。
（３）したがって、上記計測器により計測される印圧の計測値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）しかも、計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と変形量との相関関係が異なる計測用構造体に交換することで、印圧の計測範囲を大きく変更することも可能になる。
（５）計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出することができる歪センサを用いるようにする構成、又は、計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出する微小距離センサを用いるようにする構成とすることにより、上記（１）（２）（３）（４）の効果を有する印刷装置の印圧計測方法及び装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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２】図１の印圧計測装置における要部を拡大して示す側面図である。
【図３】図１の印圧計測装置の計測用構造体の一例を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１の印圧計測装置の計測用構造体の別の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の他の形態を示す概略正面図である。
【図６】図５の印圧計測装置における要部を拡大して示すもので、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）の計測用構造体の部分を拡大して示す図である、
【図７】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図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図１乃至図３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、版胴の如き押付側印刷用ロールと、圧胴の如き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。
【００２８】
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。
【００２９】
水平方向に延びる版胴の如き押付側印刷用ロール５を、その両端の回転軸を介してロール保持フレーム６に回転自在に保持させると共に、該ロール保持フレーム６を、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。
【００３０】
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５の軸心方向両端部と対応するロール保持フレーム６の長手方向両端部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７を、下向きにそれぞれ設置すると共に、該各ジャッキ７の作動ロッド７ａの下端部を、上記ロール保持フレーム６の長手方向両端部の上側に、それぞれ計測用構造体８を介して連結する。
【００３１】
上記押付側印刷用ロール５の直下位置には、押付対象物として、たとえば、圧胴の如き下部ロール９を平行に配置して、その軸心方向両端部の回転軸を、上記架台１上に設けたブラケット１０に回転自在に支持させる。これにより、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを収縮作動させた状態では、上記各計測用構造体８を介して上記ロール保持フレーム６と一体に上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロール９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５と上記下部ロール９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５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。
【００３２】
一方、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを伸長作動させると、上記各計測用構造体８を介して上記ロール保持フレーム６と一体に上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロールの上側に、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７の作動ロッド７ａの伸長作動を更に行なわせることで、該各ジャッキ７の伸長作動力により上記各計測用構造体８と上記ロール保持フレーム６を介し上記押付側印刷用ロール５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５を、上記下部ロール９へ押し付けるようにして印圧を発生させることができるようにしてある。
【００３３】
上記各計測用構造体８は、その寸法、特に、上記各ジャッキ７より付与される力を上記ロール保持フレーム６まで上下方向に伝達する荷重伝達経路となる所要個所の水平断面積が、予め正確に分かる構成としてあるものとする。
【００３４】
具体的には、上記各計測用構造体８は、たとえば、図３に示すように、ジャッキ７の作動ロッド７ａ（図１、図２参照）の先端部に取外し可能に取り付けることができるようにしてあるリング形状の上端側取付部１１の周方向所要間隔の複数個所、たとえば、周方向１８０度間隔の２個所と、該各個所の下方に個別に配置して上記ロール保持フレーム６（図１、図２参照）に取外し可能に取り付けることができるようにしてある平板形状の下端側取付部１２との間を、或る一定の水平断面積で上下方向に延びる２本の柱状部１３で連結してなる構成とする。これにより、上記各ジャッキ７の伸縮作動による駆動力を、それぞれ対応する各計測用構造体８の上端側取付部１１と、各柱状部１３と、下端側取付部１２を経て上記ロール保持フレーム６へ伝達できるようにしてある。更に、上記各柱状部１３を或る一定の水平断面積とすることで、個々の柱状部１３について、上下方向に作用する荷重の大きさと、該荷重によって生じる上下方向の歪変形の歪量との関係を正確に換算できるようにしてある。よって、上記各ジャッキ７と上記ロール保持フレーム６との間に各計測用構造体８を介して力が作用するときに、該作用する力の大きさと、上記各計測用構造体８の各柱状部１３に生じる上下方向の歪変形の歪量との間に相関関係が得られるようにしてある。
【００３５】
上記各計測用構造体８における２本ずつの柱状部１３のうちの一方の柱状部１３の側面には、対応する柱状部１３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センサ１４をそれぞれ取り付けると共に、該各歪センサ１４を、チャージアンプ等のアンプ１５を介し計測器１６に接続して、上記各歪センサ１４より対応する柱状部１３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１５により増幅し電圧にして上記計測器１６に入力させるようにする。
【００３６】
上記計測器１６は、予め校正により得ておいた上記各柱状部１３に生じる歪変形の歪量と、上記アンプ１５より入力される電圧との相関を、たとえば、歪量と電圧の変換係数の形で備えた構成としてある。更に、上記計測器１６は、予め実測あるいはＦＥＭ等による数値計算に基づいて、上記水平断面積が既知の計測用構造体８の柱状部１３に作用する上下方向の荷重と、該柱状部１３に生じる歪変形の歪量との相関についてのデータを得ておき、たとえば、歪量を変数として荷重を算出できるようにした関数等として備えるようにした構成としてある。これにより、上記各計測用構造体８の各柱状部１３に取り付けた各歪センサ１４から対応する柱状部１３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１５で増幅し電圧とされた信号が上記計測器１６に入力されると、該計測器１６では、上記アンプ１５より入力される電圧を、上記歪量と電圧の変換係数を基に上記各計測用構造体８のそれぞれ対応する柱状部１３の歪変形の歪量に換算し、更に、該換算により得られた歪量から、上記柱状部１３に作用する上下方向の荷重と歪変形の歪量との相関を基に、上記各歪センサ１４が取り付けてある各柱状部１３に作用している荷重の大きさを算出して、該各柱状部１３を有する上記各計測用構造体８全体に作用してい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。
【００３７】
なお、上記各歪センサ１４は、上記各計測用構造体８の各柱状部１３の微小な歪変形の変位をセンシングするという観点からすると、水晶振動タイプが好適である。しかし、前述したように上記計測器１６で上記各計測用構造体８の各柱状部１３に生じた歪変形の歪量を荷重に変換することで、該各計測用構造体８の各柱状部１３に作用している上下方向の荷重を求めるときの精度が、上記押付側印刷用ロール５の下部ロール９に対する印圧を導出する際に必要とされる印圧計測精度に応じた精度となっていれば、水晶振動タイプ以外のいかなる形式の歪センサ１４を用いてもよい。
【００３８】
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７の作動ロッド７ａを収縮作動させて、ロール保持フレーム６に保持した上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロール９の上方における該下部ロール９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、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体８には、該各計測用構造体８の下側に吊り下げるように支持される上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上下方向の引張荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体８の各柱状部１３には伸び方向の歪変形が生じ、この各柱状部１３に生じる伸び方向の歪変形の歪量が上記各歪センサ１４で検出されることで、上記計測器１６では、後述する印圧の荷重を正の値とすると、上記各計測用構造体８に作用している上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分の荷重が、負の値で検出されるようになる。
【００３９】
この状態で、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを伸長作動させて、ロール保持フレーム６に保持した押付側印刷用ロール５を下降させ、該下降する押付側印刷用ロール５が上記下部ロール９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、上記各ジャッキ７により各計測用構造体８を介して吊り下げられていた上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上記下部ロール９に受けられるようになるため、上記各計測用構造体８に作用していた上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分による上下方向の引張荷重が減少して、該各計測用構造体８の各柱状部１３に生じていた延び方向の歪変形が徐々に減少し、上記各ジャッキ７の伸長作動に伴って上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分がすべて上記下部ロール９に受けられて支持されるようになる時点で、上記各計測用構造体８に作用していた上下方向の引張荷重がゼロとなり、よって、該各計測用構造体８の各柱状部１３の伸び方向の歪変形が解消されることから、上記各歪センサ１４より出力される電位あるいは電荷を上記アンプ１５で増幅した電圧として入力させる上記計測器１６で検出される荷重はゼロとなる。
【００４０】
その後、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを更に伸長作動させて、上記下部ロール９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５を、ロール保持フレーム６と一緒に下向きに付勢すると、該押付側印刷用ロール５が下向きの押し付け力により上記下部ロール９へ押し付けられることで印圧が発生する。
【００４１】
この際、上記各ジャッキ７と、上記ロール保持フレーム６との間に設けてある各計測用構造体８には、上記押付側印刷用ロール５より上記下部ロール９に対して作用させる印圧の反力が、該押付側印刷用ロール５と上記ロール保持フレーム６を介して上下方向の圧縮荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体８の各柱状部１３には上下両側より圧縮される方向の歪変形が生じ、この各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量が上記各歪センサ１４で検出されることで、上記計測器１６では、上記各計測用構造体８に作用している上記印圧の反力による荷重が正の値で検出されることから、該印圧の反力と等しい値として上記印圧の荷重が正の値として計測できるようになる。
【００４２】
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７の作動により上記押付側印刷用ロール５を下部ロール９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、上記各ジャッキ７と上記押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に設けてある計測用構造体８の各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を基にして上記印圧を計測することができる。
【００４３】
更に、上記印圧の計測を行なう際、該印圧の計測の基礎となる上記各計測用構造体８の各柱状部１３の圧縮方向の歪変形は、上記押付側印刷用ロール５の自重及び下部ロール９の自重による影響を受けないため、該各柱状部１３の圧縮方向の歪変形の歪量を基に、上記押付側印刷用ロール５や下部ロール９の自重による荷重よりも小さい（軽い）印圧を精度よく計測することができる。
【００４４】
したがって、図２に二点鎖線で示す如く、上記計測器１６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５のロール押し付け機構となるジャッキ７に制御指令を与えるジャッキ制御装置１７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５の下部ロール９に対する印圧の制御調整を従来に比してより精密に行な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。
【００４５】
しかも、上記各計測用構造体８の各柱状部１３に設けた上記各歪センサ１４より対応する柱状部１３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増幅する上記アンプ１５の増幅率を変更することで、上記計測器１６における上記印圧の計測範囲を簡易的に変更することができる。
【００４６】
更には、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体８を、図３に示した計測用構造体８に比して柱状部１３の水平断面積の異なる計測用構造体、たとえば、図４に示す如き柱状部１３の水平断面積がより小さい計測用構造体８に交換することで、上記押付側印刷用ロール５と上記下部ロール９との間に生じさせる印圧がより小さい（軽い）場合にも、該印圧によって上記計測用構造体８の各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を、上記歪センサ１４により検出可能な歪量に適切に調整することが可能になる。
【００４７】
一方、図示してないが、柱状部１３の水平断面積が図３に示した計測用構造体８に比して大きい計測用構造体８に交換することで、上記押付側印刷用ロール５と上記下部ロール９との間に生じさせる印圧がより大きい（重い）場合にも、該印圧によって上記計測用構造体８の各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を、上記歪センサ１４により検出可能な歪量に適切に調整することが可能になる。
【００４８】
したがって、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体８を、柱状部１３の水平断面積の異なるものに適宜交換することで、印圧の計測範囲を大きく変更することが可能になる。
【００４９】
次に、図５及び図６（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１乃至図３に示したと同様の構成において、各ジャッキ７と押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に、上下方向に作用する力の大きさに応じて歪変形を生じる所定の水平断面積の柱状部１３を備えてなる計測用構造体８をそれぞれ介装して、該各計測用構造体８の柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を基に、上記押付側印刷用ロール５の下側ロール９に対する印圧を計測するようにした構成に代えて、各ジャッキ７と押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に、上下方向に作用する力の大きさに応じて上下方向に弾性変形を生じるようにしてある計測用構造体１８をそれぞれ介装してなる構成として、該各計測用構造体１８に生じる上下方向の弾性変形を基に、上記押付側印刷用ロール５の下部ロール９に対する印圧を計測するようにしたものである。
【００５０】
詳述すると、上記計測用構造体１８は、上下方向に所要寸法延びる２本の脚部１９を所要間隔を隔てて平行に配置すると共に、該各脚部１９の上端部同士を水平な梁部２０で連結してなる門型構造とし、且つ上記梁部２０の長手方向両端寄りの各脚部１９近傍の２個所に上下両面からの所要深さの切欠き２１をそれぞれ設けて、該各切欠き２１形成個所の間に位置する梁部２０の中央部を、上下方向にのみ弾性変形できるようにした弾性ヒンジ部２２としてなる構成としてあり、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａの先端部に、個別の計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２を取外し可能に取り付けると共に、該各計測用構造体１８の各脚部１９の下端部を、上記ロール保持フレーム６に取外し可能に取り付けた構成としてある。
【００５１】
更に、上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の側面には、微小距離センサ２３を下向き、すなわち、上記ロール保持フレーム６に向けて取り付ける。これにより、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２が上下方向の荷重を受けるときに該荷重の大きさに応じて上記各弾性ヒンジ部２２に生じる該上下方向への弾性変形の変形量（変形代）を、それぞれ対応する微小距離センサ２３により、上記ロール保持フレーム６との距離の変化として検出できるようにしてある。
【００５２】
上記各計測用構造体１８に設けた各微小距離センサ２３は、アンプ２４を介し計測器２５に接続して、上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の変形量に応じてそれぞれ対応する上記各微小距離センサ２３より出力される信号を、上記アンプ２４により増幅し電圧にして上記計測器２５に入力させるようにしてある。
【００５３】
上記計測器２５は、予め校正により得ておいた上記各微小距離センサ２３により検出される各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の変形量と、上記アンプ２４より入力される電圧との相関を、たとえば、変形量と電圧の変換係数の形で備えた構成としてある。更に、上記計測器２５は、予め実測あるいはＦＥＭ等による数値計算に基づいて、上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に作用する上下方向の荷重の大きさと、該弾性ヒンジ部２２に生じる上下方向の弾性変形の変形量（撓み量）との相関について、たとえば、上記弾性ヒンジ部２２のばね定数として備えるようにした構成としてある。これにより、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２に取り付けた各微小距離センサ２３から対応する弾性ヒンジ部２２の上下方向の弾性変形に応じて出力される電位を上記アンプ２４で増幅し電圧とされた信号が上記計測器２５に入力されると、該計測器２５では、上記アンプ２４より入力される電圧を、上記変形量と電圧の変換係数を基に上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２の弾性変形の変形量に換算し、更に、該換算により得られた変形量と、上記弾性ヒンジ部２２のばね定数を基に、上記各微小距離センサ２３が取り付けてある各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に上下方向に作用している荷重の大きさを算出して、上記各ジャッキ７と上記ロール保持フレーム６との間に介装した各計測用構造体１８に作用してい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。
【００５４】
なお、上記各微小距離センサ２３は、たとえば、渦電流式距離センサ（渦電流式変位センサ）やレーザ式距離センサ（レーザ式変位センサ）を用いるようにすればよい。更に、上記押付側印刷用ロール５の下部ロール９に対する印圧によって上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に生じる上下方向の弾性変形の変形量を、該弾性ヒンジ部２２のロール保持フレーム６との距離変化として計測することができるものであれば、いかなる形式の微小距離センサ２３を用いるようにしてもよい。
【００５５】
その他の構成は図１乃至図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。
【００５６】
以上の構成としてある本実施の形態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７の作動ロッド７ａを収縮作動させて、ロール保持フレーム６に保持した上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロール９より所要寸法上方へ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、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体１８には、該各計測用構造体１８を介して吊り下げられた状態で支持される上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上下方向の引張荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２には、上向きの弾性変形が生じて、その変形量が該各弾性ヒンジ部２２に取り付けてある上記各微小距離センサ２３により上記ロール保持フレーム６との間の距離の拡大として検出されるようになり、よって、上記計測器２５では、後述する印圧の荷重を正の値とすると、上記各微小距離センサ２３により検出される上記計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の上向きの弾性変形の変形量を基に、該各計測用構造体１８に作用している上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分の荷重が、負の値で検出されるようになる。
【００５７】
この状態で、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを伸長作動させて、ロール保持フレーム６に保持した押付側印刷用ロール５を下降させ、該下降する押付側印刷用ロール５が上記下部ロール９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、上記各ジャッキ７により各計測用構造体１８を介して吊り下げられている該ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上記下部ロール９に受けられるようになるため、上記各計測用構造体１８に作用していた上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分による上下方向の引張荷重が減少し、上記各ジャッキ７の伸長作動に伴って上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分がすべて上記下部ロール９に受けられて支持されるようになる時点で、上記各計測用構造体１８に作用していた上下方向の引張荷重がゼロとなり、よって、該各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２の上向きの弾性変形が解消されることから、上記各微小距離センサ２３より出力される信号に基づいて上記計測器２５で検出される荷重はゼロとなる。
【００５８】
その後、上記各ジャッキ７を更に伸長作動させて、上記下部ロール９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５を、ロール保持フレーム６と一緒に下向きに付勢すると、該押付側印刷用ロール５が下向きの押し付け力により上記下部ロール９へ押し付けられることで印圧が発生する。
【００５９】
この際、上記各ジャッキ７と、上記ロール保持フレーム６との間に設けてある各計測用構造体１８には、上記押付側印刷用ロール５より上記下部ロール９に対して作用させる印圧の反力が、該押付側印刷用ロール５と上記ロール保持フレーム６を介して上下方向の圧縮荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２には下向き（ロール保持フレーム６に近接する方向）の弾性変形が生じ、この各弾性ヒンジ部２２に生じる下向きの弾性変形の変形量が、上記各微小距離センサ２３により上記ロール保持フレーム６と間の距離の減少として検出されることで、上記計測器２５では、上記各弾性ヒンジ部２２に生じる下向きの弾性変形の変形量と、該弾性ヒンジ部２２のばね定数から、上記各計測用構造体１８に作用している上記印圧の反力による荷重が検出される。よって、上記計測器２５にて、上記印圧の反力と等しい値として上記印圧の荷重が計測されるようになる。
【００６０】
このように、本実施の形態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７の作動により上記押付側印刷用ロール５を下部ロール９に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、上記各ジャッキ７と上記押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に設けてある計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に生じるロール保持フレーム６に近接する方向の弾性変形の変形量を基にして上記印圧を計測することができる。
【００６１】
更に、上記印圧の計測を行なう際、該印圧の計測の基礎となる上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２のロール保持フレーム６に近接する方向の弾性変形は、上記押付側印刷用ロール５の自重及び下部ロール９の自重による影響を受けないため、該各弾性ヒンジ部２２のロール保持フレーム６近接方向の弾性変形の変形量を基に、上記押付側印刷用ロール５や下部ロール９の自重による荷重よりも小さい（軽い）印圧を精度よく計測することができる。
【００６２】
したがって、本実施の形態によっても、図６（イ）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５のロール押し付け機構となるジャッキ７に制御指令を与えるジャッキ制御装置１７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５の下部ロール９に対する印圧の制御調整を従来に比してより精密に行な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。
【００６３】
しかも、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２に取り付けた各微小距離センサ２３より入力される信号を増幅する上記アンプ２４の増幅率を変更することで、上記計測器２５における上記印圧の計測範囲を簡易的に変更することができる。
【００６４】
更には、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体１８を、図６（ロ）に示した計測用構造体１８に比して梁部２０の所定個所の上下両面に設けてある各切欠き２１の深さを変更してその間の弾性ヒンジ部２２のばね定数を変更してなる計測用構造体１８に交換することで、上記押付側印刷用ロール５と上記下部ロール９との間に生じさせる印圧がより小さい（軽い）場合や、該印圧がより大きい（重い）場合にも、該印圧によって上記計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２に生じるロール保持フレーム６に近接する方向の弾性変形の変形量を、上記微小距離センサ２３により検出可能な変形量に適切に調整することが可能になるため、印圧の計測範囲を大きく変更することが可能になる。
【００６５】
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、版胴の如き押付側印刷用ロール５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圧胴の如き下部ロール９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５を版胴として、その下方に配置した押付対象物となる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もよい。
【００６６】
又、押付側印刷用ロール５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。
【００６７】
更に、押付側印刷用ロール５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。
【００６８】
更に又、印刷装置にて、押付側印刷用ロール５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５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。
【００６９】
印刷対象は印刷用紙以外のものであってもよい。
【００７０】
図１乃至図３の実施の形態において、計測用構造体８は、上下方向の荷重の伝達経路となる所要個所に水平断面積が正確に分かる部分を備えて、少なくとも上下方向からの圧縮荷重が作用するときに該圧縮荷重の大きさと、上記水平断面積が正確に分かる部分に生じる圧縮方向の歪変形の歪量に相関関係が得られるようにしてあり、且つ検出すべき印圧の荷重によって使用する歪センサ１４の検出能に応じた歪量の歪変形を生じさせることができるようにしてあれば、柱状部１３の本数を変更したり、太さを変更する等、図示した以外のいかなる構成の計測用構造体８を採用してもよい。
【００７１】
又、歪センサ１４は、上記計測用構造体８における上記水平断面が正確に分かる部分に生じる少なくとも圧縮方向の歪変形の歪量を検出できるようにしてあれば、計測用構造体８の構成に応じて形状やサイズ、更には、計測用構造体８に対する取付位置を適宜変更してもよい。
【００７２】
図５及び図６（イ）（ロ）の実施の形態において、計測用構造体１８は、少なくとも上下方向からの圧縮荷重を受けるときに、ロール保持フレーム６に近接する方向へ弾性変形可能な部分を備え、且つ上記圧縮荷重の大きさと、該荷重により上記ロール保持フレーム６に近接する方向へ弾性変形する部分の変形量に相関関係が得られるようにしてあり、且つ検出すべき印圧の荷重によって使用する微小距離センサ２３の検出能に応じた変形量の弾性変形を生じさせることができるようにしてあれば、図示した以外のいかなる構成の計測用構造体１８を採用してもよい。
【００７３】
又、微小距離センサ２３は、上記計測用構造体１８における上記上下方向の圧縮荷重によりロール保持フレーム６に近接する方向へ弾性変形する部分の変形量を検出できるようにしてあれば、いかなる形式の微小距離センサ２３を用いてもよく、又、微小距離センサ２３の形式に応じて設置個所を適宜変更してもよい。
【００７４】
上記各実施の形態において、ロール保持フレーム６は、各ジャッキ７の伸縮作動力を、押付側印刷用ロール５へ伝えて、該押付側印刷用ロール５を、その下方に配置してある所要の押付対象物に所要の印圧で押し付けるように接触させる位置から、該押付対象物より所要寸法上方へ離反する位置までの所定の昇降範囲で上下動させることができるようにしてあれば、図示した以外の形状のロール保持フレーム６を用いてもよい。又、上記押付側印刷用ロール５の形式に応じて、上記ロール保持フレーム６に、上記押付側印刷用ロール５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。
【００７５】
押付側印刷用ロール５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６の長手方向における上記押付側印刷用ロール５の軸心方向両端部と対応する２個所に取り付けたジャッキ７を例示したが、上記押付側印刷用ロール５を上記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５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７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。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
５ 押付側印刷用ロール
７ ジャッキ（ロール押し付け機構）
８ 計測用構造体
９ 下部ロール（押付対象物）
１４ 歪センサ（変形検出手段）
１６ 計測器
１８ 計測用構造体
２３ 微小距離センサ（変形検出手段）
２５ 計測器
【技術分野】
【０００１】
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な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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、この剪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、その印圧制御を行なうためには、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。
【０００４】
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で、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）することで、印刷を実施するようにしたオフセット印刷機がある。
【０００５】
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）処理を行なわせるときの印圧、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）処理を行な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、その印圧制御を行なうために、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。
【０００６】
図７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。
【０００７】
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）。
【０００８】
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なわれている。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２０５６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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なう際には、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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なう際の印圧の制御調整を行な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な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なうことは困難である。
【００１７】
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なう際に、上記印圧を高精度で計測できるようにし、よって、印圧の制御調整をより高精度に行な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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、押付対象物の上側に配置した押付側印刷用ロール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、該押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で接触させるときに、上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に介装して設けてある計測用構造体に生じる変形を、変形検出手段により検出し、該変形検出手段により検出された上記計測用構造体の変形量と、上記計測用構造体の荷重と変形量との相関関係を基に、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。
【００１９】
又、上記構成において、計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出することができる歪センサを用いるようにする。
【００２０】
同様に、上記構成において、計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出する微小距離センサを用いるようにする。
【００２１】
又、請求項４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の間に計測用構造体を介装すると共に、該計測用構造体に生じる変形を検出するための変形検出手段と、計測器を備え、該計測器を、上記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た上記押付側印刷用ロールを上記押付対象物に押し付けるようにして接触させるときに上記変形検出手段より入力される上記計測用構造体の変形量の検出信号と、上記計測用構造体の荷重と変形量との既知の相関関係を基に、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機能を備えてなるものとした構成を有する印刷装置の印圧計測装置とする。
【００２２】
更に、上記構成において、計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出するための歪センサとした構成とする。
【００２３】
同様に、上記構成において、計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出するための微小距離センサとした構成とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）押付対象物の上側に配置した押付側印刷用ロール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、該押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で接触させるときに、上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に介装して設けてある計測用構造体に生じる変形を、変形検出手段により検出し、該変形検出手段により検出された上記計測用構造体の変形量と、上記計測用構造体の荷重と変形量との相関関係を基に、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、押付側印刷用ロールの自重分が押付対象物に支持された後に上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に設けてある計測用構造体に上下方向の圧縮荷重が作用することで該計測用構造体に生じる変形量を基にして上記印圧を計測することができる。
（２）上記印圧の計測の基礎となる上記計測用構造体の上下方向の圧縮荷重による変形量は、上記押付側印刷用ロールの自重による影響を受けないため、該計測用構造体の上下方向の圧縮荷重による変形量を基にして、上記押付側印刷用ロールや押付対象物の自重による荷重よりも小さい印圧を精度よく計測することができる。
（３）したがって、上記計測器により計測される印圧の計測値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）しかも、計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と変形量との相関関係が異なる計測用構造体に交換することで、印圧の計測範囲を大きく変更することも可能になる。
（５）計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出することができる歪センサを用いるようにする構成、又は、計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出する微小距離センサを用いるようにする構成とすることにより、上記（１）（２）（３）（４）の効果を有する印刷装置の印圧計測方法及び装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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２】図１の印圧計測装置における要部を拡大して示す側面図である。
【図３】図１の印圧計測装置の計測用構造体の一例を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１の印圧計測装置の計測用構造体の別の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の他の形態を示す概略正面図である。
【図６】図５の印圧計測装置における要部を拡大して示すもので、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）の計測用構造体の部分を拡大して示す図である、
【図７】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図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図１乃至図３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、版胴の如き押付側印刷用ロールと、圧胴の如き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。
【００２８】
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。
【００２９】
水平方向に延びる版胴の如き押付側印刷用ロール５を、その両端の回転軸を介してロール保持フレーム６に回転自在に保持させると共に、該ロール保持フレーム６を、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。
【００３０】
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５の軸心方向両端部と対応するロール保持フレーム６の長手方向両端部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７を、下向きにそれぞれ設置すると共に、該各ジャッキ７の作動ロッド７ａの下端部を、上記ロール保持フレーム６の長手方向両端部の上側に、それぞれ計測用構造体８を介して連結する。
【００３１】
上記押付側印刷用ロール５の直下位置には、押付対象物として、たとえば、圧胴の如き下部ロール９を平行に配置して、その軸心方向両端部の回転軸を、上記架台１上に設けたブラケット１０に回転自在に支持させる。これにより、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを収縮作動させた状態では、上記各計測用構造体８を介して上記ロール保持フレーム６と一体に上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロール９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５と上記下部ロール９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５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。
【００３２】
一方、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを伸長作動させると、上記各計測用構造体８を介して上記ロール保持フレーム６と一体に上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロールの上側に、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７の作動ロッド７ａの伸長作動を更に行なわせることで、該各ジャッキ７の伸長作動力により上記各計測用構造体８と上記ロール保持フレーム６を介し上記押付側印刷用ロール５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５を、上記下部ロール９へ押し付けるようにして印圧を発生させることができるようにしてある。
【００３３】
上記各計測用構造体８は、その寸法、特に、上記各ジャッキ７より付与される力を上記ロール保持フレーム６まで上下方向に伝達する荷重伝達経路となる所要個所の水平断面積が、予め正確に分かる構成としてあるものとする。
【００３４】
具体的には、上記各計測用構造体８は、たとえば、図３に示すように、ジャッキ７の作動ロッド７ａ（図１、図２参照）の先端部に取外し可能に取り付けることができるようにしてあるリング形状の上端側取付部１１の周方向所要間隔の複数個所、たとえば、周方向１８０度間隔の２個所と、該各個所の下方に個別に配置して上記ロール保持フレーム６（図１、図２参照）に取外し可能に取り付けることができるようにしてある平板形状の下端側取付部１２との間を、或る一定の水平断面積で上下方向に延びる２本の柱状部１３で連結してなる構成とする。これにより、上記各ジャッキ７の伸縮作動による駆動力を、それぞれ対応する各計測用構造体８の上端側取付部１１と、各柱状部１３と、下端側取付部１２を経て上記ロール保持フレーム６へ伝達できるようにしてある。更に、上記各柱状部１３を或る一定の水平断面積とすることで、個々の柱状部１３について、上下方向に作用する荷重の大きさと、該荷重によって生じる上下方向の歪変形の歪量との関係を正確に換算できるようにしてある。よって、上記各ジャッキ７と上記ロール保持フレーム６との間に各計測用構造体８を介して力が作用するときに、該作用する力の大きさと、上記各計測用構造体８の各柱状部１３に生じる上下方向の歪変形の歪量との間に相関関係が得られるようにしてある。
【００３５】
上記各計測用構造体８における２本ずつの柱状部１３のうちの一方の柱状部１３の側面には、対応する柱状部１３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センサ１４をそれぞれ取り付けると共に、該各歪センサ１４を、チャージアンプ等のアンプ１５を介し計測器１６に接続して、上記各歪センサ１４より対応する柱状部１３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１５により増幅し電圧にして上記計測器１６に入力させるようにする。
【００３６】
上記計測器１６は、予め校正により得ておいた上記各柱状部１３に生じる歪変形の歪量と、上記アンプ１５より入力される電圧との相関を、たとえば、歪量と電圧の変換係数の形で備えた構成としてある。更に、上記計測器１６は、予め実測あるいはＦＥＭ等による数値計算に基づいて、上記水平断面積が既知の計測用構造体８の柱状部１３に作用する上下方向の荷重と、該柱状部１３に生じる歪変形の歪量との相関についてのデータを得ておき、たとえば、歪量を変数として荷重を算出できるようにした関数等として備えるようにした構成としてある。これにより、上記各計測用構造体８の各柱状部１３に取り付けた各歪センサ１４から対応する柱状部１３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１５で増幅し電圧とされた信号が上記計測器１６に入力されると、該計測器１６では、上記アンプ１５より入力される電圧を、上記歪量と電圧の変換係数を基に上記各計測用構造体８のそれぞれ対応する柱状部１３の歪変形の歪量に換算し、更に、該換算により得られた歪量から、上記柱状部１３に作用する上下方向の荷重と歪変形の歪量との相関を基に、上記各歪センサ１４が取り付けてある各柱状部１３に作用している荷重の大きさを算出して、該各柱状部１３を有する上記各計測用構造体８全体に作用してい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。
【００３７】
なお、上記各歪センサ１４は、上記各計測用構造体８の各柱状部１３の微小な歪変形の変位をセンシングするという観点からすると、水晶振動タイプが好適である。しかし、前述したように上記計測器１６で上記各計測用構造体８の各柱状部１３に生じた歪変形の歪量を荷重に変換することで、該各計測用構造体８の各柱状部１３に作用している上下方向の荷重を求めるときの精度が、上記押付側印刷用ロール５の下部ロール９に対する印圧を導出する際に必要とされる印圧計測精度に応じた精度となっていれば、水晶振動タイプ以外のいかなる形式の歪センサ１４を用いてもよい。
【００３８】
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７の作動ロッド７ａを収縮作動させて、ロール保持フレーム６に保持した上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロール９の上方における該下部ロール９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、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体８には、該各計測用構造体８の下側に吊り下げるように支持される上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上下方向の引張荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体８の各柱状部１３には伸び方向の歪変形が生じ、この各柱状部１３に生じる伸び方向の歪変形の歪量が上記各歪センサ１４で検出されることで、上記計測器１６では、後述する印圧の荷重を正の値とすると、上記各計測用構造体８に作用している上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分の荷重が、負の値で検出されるようになる。
【００３９】
この状態で、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを伸長作動させて、ロール保持フレーム６に保持した押付側印刷用ロール５を下降させ、該下降する押付側印刷用ロール５が上記下部ロール９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、上記各ジャッキ７により各計測用構造体８を介して吊り下げられていた上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上記下部ロール９に受けられるようになるため、上記各計測用構造体８に作用していた上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分による上下方向の引張荷重が減少して、該各計測用構造体８の各柱状部１３に生じていた延び方向の歪変形が徐々に減少し、上記各ジャッキ７の伸長作動に伴って上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分がすべて上記下部ロール９に受けられて支持されるようになる時点で、上記各計測用構造体８に作用していた上下方向の引張荷重がゼロとなり、よって、該各計測用構造体８の各柱状部１３の伸び方向の歪変形が解消されることから、上記各歪センサ１４より出力される電位あるいは電荷を上記アンプ１５で増幅した電圧として入力させる上記計測器１６で検出される荷重はゼロとなる。
【００４０】
その後、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを更に伸長作動させて、上記下部ロール９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５を、ロール保持フレーム６と一緒に下向きに付勢すると、該押付側印刷用ロール５が下向きの押し付け力により上記下部ロール９へ押し付けられることで印圧が発生する。
【００４１】
この際、上記各ジャッキ７と、上記ロール保持フレーム６との間に設けてある各計測用構造体８には、上記押付側印刷用ロール５より上記下部ロール９に対して作用させる印圧の反力が、該押付側印刷用ロール５と上記ロール保持フレーム６を介して上下方向の圧縮荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体８の各柱状部１３には上下両側より圧縮される方向の歪変形が生じ、この各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量が上記各歪センサ１４で検出されることで、上記計測器１６では、上記各計測用構造体８に作用している上記印圧の反力による荷重が正の値で検出されることから、該印圧の反力と等しい値として上記印圧の荷重が正の値として計測できるようになる。
【００４２】
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７の作動により上記押付側印刷用ロール５を下部ロール９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、上記各ジャッキ７と上記押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に設けてある計測用構造体８の各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を基にして上記印圧を計測することができる。
【００４３】
更に、上記印圧の計測を行なう際、該印圧の計測の基礎となる上記各計測用構造体８の各柱状部１３の圧縮方向の歪変形は、上記押付側印刷用ロール５の自重及び下部ロール９の自重による影響を受けないため、該各柱状部１３の圧縮方向の歪変形の歪量を基に、上記押付側印刷用ロール５や下部ロール９の自重による荷重よりも小さい（軽い）印圧を精度よく計測することができる。
【００４４】
したがって、図２に二点鎖線で示す如く、上記計測器１６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５のロール押し付け機構となるジャッキ７に制御指令を与えるジャッキ制御装置１７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５の下部ロール９に対する印圧の制御調整を従来に比してより精密に行な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。
【００４５】
しかも、上記各計測用構造体８の各柱状部１３に設けた上記各歪センサ１４より対応する柱状部１３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増幅する上記アンプ１５の増幅率を変更することで、上記計測器１６における上記印圧の計測範囲を簡易的に変更することができる。
【００４６】
更には、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体８を、図３に示した計測用構造体８に比して柱状部１３の水平断面積の異なる計測用構造体、たとえば、図４に示す如き柱状部１３の水平断面積がより小さい計測用構造体８に交換することで、上記押付側印刷用ロール５と上記下部ロール９との間に生じさせる印圧がより小さい（軽い）場合にも、該印圧によって上記計測用構造体８の各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を、上記歪センサ１４により検出可能な歪量に適切に調整することが可能になる。
【００４７】
一方、図示してないが、柱状部１３の水平断面積が図３に示した計測用構造体８に比して大きい計測用構造体８に交換することで、上記押付側印刷用ロール５と上記下部ロール９との間に生じさせる印圧がより大きい（重い）場合にも、該印圧によって上記計測用構造体８の各柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を、上記歪センサ１４により検出可能な歪量に適切に調整することが可能になる。
【００４８】
したがって、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体８を、柱状部１３の水平断面積の異なるものに適宜交換することで、印圧の計測範囲を大きく変更することが可能になる。
【００４９】
次に、図５及び図６（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１乃至図３に示したと同様の構成において、各ジャッキ７と押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に、上下方向に作用する力の大きさに応じて歪変形を生じる所定の水平断面積の柱状部１３を備えてなる計測用構造体８をそれぞれ介装して、該各計測用構造体８の柱状部１３に生じる圧縮方向の歪変形の歪量を基に、上記押付側印刷用ロール５の下側ロール９に対する印圧を計測するようにした構成に代えて、各ジャッキ７と押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に、上下方向に作用する力の大きさに応じて上下方向に弾性変形を生じるようにしてある計測用構造体１８をそれぞれ介装してなる構成として、該各計測用構造体１８に生じる上下方向の弾性変形を基に、上記押付側印刷用ロール５の下部ロール９に対する印圧を計測するようにしたものである。
【００５０】
詳述すると、上記計測用構造体１８は、上下方向に所要寸法延びる２本の脚部１９を所要間隔を隔てて平行に配置すると共に、該各脚部１９の上端部同士を水平な梁部２０で連結してなる門型構造とし、且つ上記梁部２０の長手方向両端寄りの各脚部１９近傍の２個所に上下両面からの所要深さの切欠き２１をそれぞれ設けて、該各切欠き２１形成個所の間に位置する梁部２０の中央部を、上下方向にのみ弾性変形できるようにした弾性ヒンジ部２２としてなる構成としてあり、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａの先端部に、個別の計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２を取外し可能に取り付けると共に、該各計測用構造体１８の各脚部１９の下端部を、上記ロール保持フレーム６に取外し可能に取り付けた構成としてある。
【００５１】
更に、上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の側面には、微小距離センサ２３を下向き、すなわち、上記ロール保持フレーム６に向けて取り付ける。これにより、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２が上下方向の荷重を受けるときに該荷重の大きさに応じて上記各弾性ヒンジ部２２に生じる該上下方向への弾性変形の変形量（変形代）を、それぞれ対応する微小距離センサ２３により、上記ロール保持フレーム６との距離の変化として検出できるようにしてある。
【００５２】
上記各計測用構造体１８に設けた各微小距離センサ２３は、アンプ２４を介し計測器２５に接続して、上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の変形量に応じてそれぞれ対応する上記各微小距離センサ２３より出力される信号を、上記アンプ２４により増幅し電圧にして上記計測器２５に入力させるようにしてある。
【００５３】
上記計測器２５は、予め校正により得ておいた上記各微小距離センサ２３により検出される各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の変形量と、上記アンプ２４より入力される電圧との相関を、たとえば、変形量と電圧の変換係数の形で備えた構成としてある。更に、上記計測器２５は、予め実測あるいはＦＥＭ等による数値計算に基づいて、上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に作用する上下方向の荷重の大きさと、該弾性ヒンジ部２２に生じる上下方向の弾性変形の変形量（撓み量）との相関について、たとえば、上記弾性ヒンジ部２２のばね定数として備えるようにした構成としてある。これにより、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２に取り付けた各微小距離センサ２３から対応する弾性ヒンジ部２２の上下方向の弾性変形に応じて出力される電位を上記アンプ２４で増幅し電圧とされた信号が上記計測器２５に入力されると、該計測器２５では、上記アンプ２４より入力される電圧を、上記変形量と電圧の変換係数を基に上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２の弾性変形の変形量に換算し、更に、該換算により得られた変形量と、上記弾性ヒンジ部２２のばね定数を基に、上記各微小距離センサ２３が取り付けてある各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に上下方向に作用している荷重の大きさを算出して、上記各ジャッキ７と上記ロール保持フレーム６との間に介装した各計測用構造体１８に作用してい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。
【００５４】
なお、上記各微小距離センサ２３は、たとえば、渦電流式距離センサ（渦電流式変位センサ）やレーザ式距離センサ（レーザ式変位センサ）を用いるようにすればよい。更に、上記押付側印刷用ロール５の下部ロール９に対する印圧によって上記各計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に生じる上下方向の弾性変形の変形量を、該弾性ヒンジ部２２のロール保持フレーム６との距離変化として計測することができるものであれば、いかなる形式の微小距離センサ２３を用いるようにしてもよい。
【００５５】
その他の構成は図１乃至図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。
【００５６】
以上の構成としてある本実施の形態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７の作動ロッド７ａを収縮作動させて、ロール保持フレーム６に保持した上記押付側印刷用ロール５を、上記下部ロール９より所要寸法上方へ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、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体１８には、該各計測用構造体１８を介して吊り下げられた状態で支持される上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上下方向の引張荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２には、上向きの弾性変形が生じて、その変形量が該各弾性ヒンジ部２２に取り付けてある上記各微小距離センサ２３により上記ロール保持フレーム６との間の距離の拡大として検出されるようになり、よって、上記計測器２５では、後述する印圧の荷重を正の値とすると、上記各微小距離センサ２３により検出される上記計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２の上向きの弾性変形の変形量を基に、該各計測用構造体１８に作用している上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分の荷重が、負の値で検出されるようになる。
【００５７】
この状態で、上記各ジャッキ７の作動ロッド７ａを伸長作動させて、ロール保持フレーム６に保持した押付側印刷用ロール５を下降させ、該下降する押付側印刷用ロール５が上記下部ロール９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、上記各ジャッキ７により各計測用構造体１８を介して吊り下げられている該ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分が、上記下部ロール９に受けられるようになるため、上記各計測用構造体１８に作用していた上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分による上下方向の引張荷重が減少し、上記各ジャッキ７の伸長作動に伴って上記ロール保持フレーム６及び押付側印刷用ロール５の自重分がすべて上記下部ロール９に受けられて支持されるようになる時点で、上記各計測用構造体１８に作用していた上下方向の引張荷重がゼロとなり、よって、該各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２の上向きの弾性変形が解消されることから、上記各微小距離センサ２３より出力される信号に基づいて上記計測器２５で検出される荷重はゼロとなる。
【００５８】
その後、上記各ジャッキ７を更に伸長作動させて、上記下部ロール９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５を、ロール保持フレーム６と一緒に下向きに付勢すると、該押付側印刷用ロール５が下向きの押し付け力により上記下部ロール９へ押し付けられることで印圧が発生する。
【００５９】
この際、上記各ジャッキ７と、上記ロール保持フレーム６との間に設けてある各計測用構造体１８には、上記押付側印刷用ロール５より上記下部ロール９に対して作用させる印圧の反力が、該押付側印刷用ロール５と上記ロール保持フレーム６を介して上下方向の圧縮荷重として作用するようになる。このため、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２には下向き（ロール保持フレーム６に近接する方向）の弾性変形が生じ、この各弾性ヒンジ部２２に生じる下向きの弾性変形の変形量が、上記各微小距離センサ２３により上記ロール保持フレーム６と間の距離の減少として検出されることで、上記計測器２５では、上記各弾性ヒンジ部２２に生じる下向きの弾性変形の変形量と、該弾性ヒンジ部２２のばね定数から、上記各計測用構造体１８に作用している上記印圧の反力による荷重が検出される。よって、上記計測器２５にて、上記印圧の反力と等しい値として上記印圧の荷重が計測されるようになる。
【００６０】
このように、本実施の形態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７の作動により上記押付側印刷用ロール５を下部ロール９に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、上記各ジャッキ７と上記押付側印刷用ロール５を保持したロール保持フレーム６との間に設けてある計測用構造体１８の弾性ヒンジ部２２に生じるロール保持フレーム６に近接する方向の弾性変形の変形量を基にして上記印圧を計測することができる。
【００６１】
更に、上記印圧の計測を行なう際、該印圧の計測の基礎となる上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２のロール保持フレーム６に近接する方向の弾性変形は、上記押付側印刷用ロール５の自重及び下部ロール９の自重による影響を受けないため、該各弾性ヒンジ部２２のロール保持フレーム６近接方向の弾性変形の変形量を基に、上記押付側印刷用ロール５や下部ロール９の自重による荷重よりも小さい（軽い）印圧を精度よく計測することができる。
【００６２】
したがって、本実施の形態によっても、図６（イ）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５のロール押し付け機構となるジャッキ７に制御指令を与えるジャッキ制御装置１７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５の下部ロール９に対する印圧の制御調整を従来に比してより精密に行な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。
【００６３】
しかも、上記各計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２に取り付けた各微小距離センサ２３より入力される信号を増幅する上記アンプ２４の増幅率を変更することで、上記計測器２５における上記印圧の計測範囲を簡易的に変更することができる。
【００６４】
更には、上記各ジャッキ７とロール保持フレーム６との間に介装してある上記各計測用構造体１８を、図６（ロ）に示した計測用構造体１８に比して梁部２０の所定個所の上下両面に設けてある各切欠き２１の深さを変更してその間の弾性ヒンジ部２２のばね定数を変更してなる計測用構造体１８に交換することで、上記押付側印刷用ロール５と上記下部ロール９との間に生じさせる印圧がより小さい（軽い）場合や、該印圧がより大きい（重い）場合にも、該印圧によって上記計測用構造体１８の各弾性ヒンジ部２２に生じるロール保持フレーム６に近接する方向の弾性変形の変形量を、上記微小距離センサ２３により検出可能な変形量に適切に調整することが可能になるため、印圧の計測範囲を大きく変更することが可能になる。
【００６５】
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、版胴の如き押付側印刷用ロール５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圧胴の如き下部ロール９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５を版胴として、その下方に配置した押付対象物となる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もよい。
【００６６】
又、押付側印刷用ロール５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。
【００６７】
更に、押付側印刷用ロール５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。
【００６８】
更に又、印刷装置にて、押付側印刷用ロール５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５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。
【００６９】
印刷対象は印刷用紙以外のものであってもよい。
【００７０】
図１乃至図３の実施の形態において、計測用構造体８は、上下方向の荷重の伝達経路となる所要個所に水平断面積が正確に分かる部分を備えて、少なくとも上下方向からの圧縮荷重が作用するときに該圧縮荷重の大きさと、上記水平断面積が正確に分かる部分に生じる圧縮方向の歪変形の歪量に相関関係が得られるようにしてあり、且つ検出すべき印圧の荷重によって使用する歪センサ１４の検出能に応じた歪量の歪変形を生じさせることができるようにしてあれば、柱状部１３の本数を変更したり、太さを変更する等、図示した以外のいかなる構成の計測用構造体８を採用してもよい。
【００７１】
又、歪センサ１４は、上記計測用構造体８における上記水平断面が正確に分かる部分に生じる少なくとも圧縮方向の歪変形の歪量を検出できるようにしてあれば、計測用構造体８の構成に応じて形状やサイズ、更には、計測用構造体８に対する取付位置を適宜変更してもよい。
【００７２】
図５及び図６（イ）（ロ）の実施の形態において、計測用構造体１８は、少なくとも上下方向からの圧縮荷重を受けるときに、ロール保持フレーム６に近接する方向へ弾性変形可能な部分を備え、且つ上記圧縮荷重の大きさと、該荷重により上記ロール保持フレーム６に近接する方向へ弾性変形する部分の変形量に相関関係が得られるようにしてあり、且つ検出すべき印圧の荷重によって使用する微小距離センサ２３の検出能に応じた変形量の弾性変形を生じさせることができるようにしてあれば、図示した以外のいかなる構成の計測用構造体１８を採用してもよい。
【００７３】
又、微小距離センサ２３は、上記計測用構造体１８における上記上下方向の圧縮荷重によりロール保持フレーム６に近接する方向へ弾性変形する部分の変形量を検出できるようにしてあれば、いかなる形式の微小距離センサ２３を用いてもよく、又、微小距離センサ２３の形式に応じて設置個所を適宜変更してもよい。
【００７４】
上記各実施の形態において、ロール保持フレーム６は、各ジャッキ７の伸縮作動力を、押付側印刷用ロール５へ伝えて、該押付側印刷用ロール５を、その下方に配置してある所要の押付対象物に所要の印圧で押し付けるように接触させる位置から、該押付対象物より所要寸法上方へ離反する位置までの所定の昇降範囲で上下動させることができるようにしてあれば、図示した以外の形状のロール保持フレーム６を用いてもよい。又、上記押付側印刷用ロール５の形式に応じて、上記ロール保持フレーム６に、上記押付側印刷用ロール５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。
【００７５】
押付側印刷用ロール５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６の長手方向における上記押付側印刷用ロール５の軸心方向両端部と対応する２個所に取り付けたジャッキ７を例示したが、上記押付側印刷用ロール５を上記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５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７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。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
５ 押付側印刷用ロール
７ ジャッキ（ロール押し付け機構）
８ 計測用構造体
９ 下部ロール（押付対象物）
１４ 歪センサ（変形検出手段）
１６ 計測器
１８ 計測用構造体
２３ 微小距離センサ（変形検出手段）
２５ 計測器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押付対象物の上側に配置した押付側印刷用ロール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、該押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で接触させるときに、上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に介装して設けてある計測用構造体に生じる変形を、変形検出手段により検出し、該変形検出手段により検出された上記計測用構造体の変形量と、上記計測用構造体の荷重と変形量との相関関係を基に、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。
【請求項２】
計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出することができる歪センサを用いるようにする請求項１記載の印刷装置の印圧計測方法。
【請求項３】
計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出する微小距離センサを用いるようにする請求項１記載の印刷装置の印圧計測方法。
【請求項４】
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の間に計測用構造体を介装すると共に、該計測用構造体に生じる変形を検出するための変形検出手段と、計測器を備え、該計測器を、上記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た上記押付側印刷用ロールを上記押付対象物に押し付けるようにして接触させるときに上記変形検出手段より入力される上記計測用構造体の変形量の検出信号と、上記計測用構造体の荷重と変形量との既知の相関関係を基に、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機能を備えてなるものとした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。
【請求項５】
計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出するための歪センサとした請求項４記載の印刷装置の印圧計測装置。
【請求項６】
計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出するための微小距離センサとした請求項４記載の印刷装置の印圧計測装置。
【請求項１】
押付対象物の上側に配置した押付側印刷用ロール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、該押付側印刷用ロールを上記押付対象物に所要の印圧で接触させるときに、上記ロール押し付け機構と上記押付側印刷用ロールとの間に介装して設けてある計測用構造体に生じる変形を、変形検出手段により検出し、該変形検出手段により検出された上記計測用構造体の変形量と、上記計測用構造体の荷重と変形量との相関関係を基に、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。
【請求項２】
計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出することができる歪センサを用いるようにする請求項１記載の印刷装置の印圧計測方法。
【請求項３】
計測用構造体として、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体を用い、変形検出手段として、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出する微小距離センサを用いるようにする請求項１記載の印刷装置の印圧計測方法。
【請求項４】
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の間に計測用構造体を介装すると共に、該計測用構造体に生じる変形を検出するための変形検出手段と、計測器を備え、該計測器を、上記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た上記押付側印刷用ロールを上記押付対象物に押し付けるようにして接触させるときに上記変形検出手段より入力される上記計測用構造体の変形量の検出信号と、上記計測用構造体の荷重と変形量との既知の相関関係を基に、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機能を備えてなるものとした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。
【請求項５】
計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と上下方向に圧縮される歪変形の歪量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体に生じる歪変形の歪量を検出するための歪センサとした請求項４記載の印刷装置の印圧計測装置。
【請求項６】
計測用構造体を、上下方向の圧縮荷重と所要個所の上下方向の弾性変形の変形量との相関関係が既知の計測用構造体とし、且つ変形検出手段を、上記計測用構造体における上記所要個所の押付側印刷用ロールに近接する方向の弾性変形の変形量を、上記押付側印刷用ロールに対して相対位置が固定された所要個所に対する距離変化として検出するための微小距離センサとした請求項４記載の印刷装置の印圧計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１４９９（Ｐ２０１１−１１４９９Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５９０３７（Ｐ２００９−１５９０３７）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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