(57)【要約】【課題】表面が円筒面形状を有し弾性材料で形成されたブランケットを用い、被印刷物が有する曲面を被印刷面として印刷を行う場合において、被印刷面に対する印刷パターンの転写位置精度、特に重ね印刷時の層間の相対的位置精度を向上させる。【解決手段】本印刷方法は、回転するブランケット胴の表面に設けられた表面が円筒面である弾性材料製のブランケットの表面に、インクによる印刷パターンを形成する第１工程と、ブランケットの表面に被印刷面を当接させて印刷パターンを被印刷面に転写する第２工程とを備える。第２工程では、予め取得されたブランケットの表面プロファイルに応じてブランケットと被印刷物とを離間および近接方向に相対移動させながら、ブランケットの表面に沿って被印刷物を転動させ印刷パターンを被印刷面に転写する。表面プロファイルは、回転位相角とブランケットの表面位置との関係を実測して得られる。【選択図】図８
2020029022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷面となる曲面を有する被印刷物に印刷を行う印刷方法であって、
回転するブランケット胴の表面に設けられ、表面が円筒面である弾性材料製のブランケットの前記表面に、インクによる印刷パターンを形成する第１工程と、
前記ブランケットの表面に前記被印刷面を当接させて前記印刷パターンを前記被印刷面に転写する第２工程と
を備え、
前記第２工程では、予め取得された前記ブランケットの表面プロファイルに応じて前記ブランケットと前記被印刷物とを離間および近接方向に相対移動させながら、前記ブランケットの表面に沿って前記被印刷物を転動させることで前記印刷パターンを前記被印刷面に転写し、
前記表面プロファイルは、前記ブランケット胴を回転させながら前記ブランケットの表面を検出することによって取得される、前記ブランケット胴の回転位相角と前記ブランケットの表面位置との関係を表すものである印刷方法。
【請求項２】
前記印刷パターンは、前記印刷パターンに対応する凹部が形成された版に前記インクを充填し、前記版を前記ブランケットの表面に沿って転動させて、前記インクを前記ブランケットに転写することにより形成され、
前記表面プロファイルに応じて前記版と前記ブランケットとを離間および近接方向に相対移動させる請求項１に記載の印刷方法。
【請求項３】
所定の基準位相角から少なくとも１周分の前記表面プロファイルを取得し、前記表面プロファイルのうち、前記ブランケットに前記印刷パターンが形成されるパターン領域に対応する回転位相角の範囲における前記表面位置の変動に応じて前記相対移動を行う請求項１または２に記載の印刷方法。
【請求項４】
前記第１工程および前記第２工程の実行後、前記パターン領域を変更して前記第１工程および前記第２工程を実行する請求項３に記載の印刷方法。
【請求項５】
前記被印刷物について、前記ブランケットに対する転動方向における前記被印刷面の位置と前記被印刷面の表面位置との関係を表す表面プロファイルを予め取得し、
前記第２工程では、前記ブランケットの表面プロファイルと前記被印刷物の表面プロファイルとに応じて前記ブランケットと前記被印刷物とを相対移動させる請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷方法。
【請求項６】
前記ブランケット胴の回転軸方向における位置が互いに異なる複数箇所で、前記ブランケットの表面を検出する請求項１ないし５のいずれかに記載の印刷方法。
【請求項７】
被印刷面となる曲面を有する被印刷物に印刷を行う印刷装置であって、
ブランケット胴、および、前記ブランケット胴の表面に設けられ表面が円筒面である弾性材料製のブランケットを有する転写部と、
前記ブランケットの表面にインクによる印刷パターンを形成するパターン形成部と、
前記ブランケットの表面を検出する検出部と、
前記被印刷物を保持して前記ブランケットの表面に当接させる保持部と、
前記ブランケット胴を回転させ、前記ブランケットの表面に当接する前記被印刷物を前記ブランケットの表面に沿って転動させることで前記印刷パターンを前記ブランケットから前記被印刷面に転写させる回転機構と、
前記ブランケットと前記保持部に保持された前記被印刷物とを、離間および接近方向に相対移動させる移動機構と
を備え、
前記移動機構は、前記被印刷物が前記ブランケットの表面に沿って転動するときに、予め取得された前記ブランケットの表面プロファイルに応じて前記ブランケットと前記被印刷物とを相対移動させ、
前記表面プロファイルは、前記回転機構が前記ブランケット胴を回転させながら、前記検出部が前記ブランケットの表面を検出することによって取得される、前記ブランケット胴の回転位相角と前記ブランケットの表面位置との関係を表すものである印刷装置。
【請求項８】
前記印刷パターンに対応する凹部が形成された版を保持する版保持部と、
前記凹部に前記インクが充填された前記版を前記ブランケットの表面に沿って転動させて、前記インクを前記ブランケットに転写する版移動機構と
を備え、
前記版移動機構は、前記表面プロファイルに応じて前記版と前記ブランケットとを離間および近接方向に相対移動させる請求項７に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表面が円筒面形状を有し弾性材料で形成されたブランケットを用い、被印刷物が有する曲面を被印刷面として印刷を行う印刷技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、表面が曲面等の三次元形状を有する被印刷物へ印刷を行うための種々の技術が提案されている。例えば特許文献１に記載の技術は、円筒状のブランケット表面に担持された印刷パターンを被印刷物に転写するグラビアオフセット印刷方式の印刷装置に関するものである。この技術では、ブランケットはシリコーンゴムのような可撓性を有する材料により中空に形成されており、その内部に加圧流体を充填することで、曲面形状を有する被印刷物の表面にもブランケットが追従し良好に印刷を行うことができるように構成されている。
【０００３】
特許文献１には記載されていないが、被印刷物の表面に多層の印刷パターンを重ねる重ね印刷を行うものもある。例えば特許文献２に記載の技術においては、円筒状のブランケットロールの表面に複数色の印刷パターンを担持させ、被印刷物をブランケットロールに当接させながら回転させることで、ブランケットロール状の印刷パターンが被印刷物に順次転写される。複数層の印刷パターンが被印刷面で互いに重ねられることで多層印刷が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１３２０５２号公報（例えば図１）
【特許文献２】特開２０１７−１９６８８７号公報（例えば図２１ないし図２３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような重ね印刷を実現するに当たっては、各印刷パターン層間の相対的な位置合わせ精度が印刷品質に影響を及ぼす。特に弾性を有するブランケットを介した印刷パターンの転写においては、製造時に生じるブランケット表面の凹凸や、膨潤、昇温あるいは摩耗等による経時的な表面形状の変化が、被印刷物に対する印刷パターンの位置ずれの原因となり得る。しかしながら、上記従来技術ではこの問題については考慮されていない。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、表面が円筒面形状を有し弾性材料で形成されたブランケットを用い、被印刷物が有する曲面を被印刷面として印刷を行う技術において、被印刷面に対する印刷パターンの転写位置精度、特に重ね印刷時の層間の相対的位置精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一態様は、被印刷面となる曲面を有する被印刷物に印刷を行う印刷方法であって、上記目的を達成するため、回転するブランケット胴の表面に設けられ、表面が円筒面である弾性材料製のブランケットの前記表面に、インクによる印刷パターンを形成する第１工程と、前記ブランケットの表面に前記被印刷面を当接させて前記印刷パターンを前記被印刷面に転写する第２工程とを備えている。ここで、前記第２工程では、予め取得された前記ブランケットの表面プロファイルに応じて前記ブランケットと前記被印刷物とを離間および近接方向に相対移動させながら、前記ブランケットの表面に沿って前記被印刷物を転動させることで前記印刷パターンを前記被印刷面に転写し、前記表面プロファイルは、前記ブランケット胴を回転させながら前記ブランケットの表面を検出することによって取得される、前記ブランケット胴の回転位相角と前記ブランケットの表面位置との関係を表すものである。
【０００８】
また、この発明の他の一の態様は、被印刷面となる曲面を有する被印刷物に印刷を行う印刷装置であって、上記目的を達成するため、ブランケット胴、および、前記ブランケット胴の表面に設けられ表面が円筒面である弾性材料製のブランケットを有する転写部と、前記ブランケットの表面にインクによる印刷パターンを形成するパターン形成部と、前記ブランケットの表面を検出する検出部と、前記被印刷物を保持して前記ブランケットの表面に当接させる保持部と、前記ブランケット胴を回転させ、前記ブランケットの表面に当接する前記被印刷物を前記ブランケットの表面に沿って転動させることで前記印刷パターンを前記ブランケットから前記被印刷面に転写させる回転機構と、前記ブランケットと前記保持部に保持された前記被印刷物とを、離間および接近方向に相対移動させる移動機構とを備えている。ここで、前記移動機構は、前記被印刷物が前記ブランケットの表面に沿って転動するときに、予め取得された前記ブランケットの表面プロファイルに応じて前記ブランケットと前記被印刷物とを相対移動させ、前記表面プロファイルは、前記回転機構が前記ブランケット胴を回転させながら、前記検出部が前記ブランケットの表面を検出することによって取得される、前記ブランケット胴の回転位相角と前記ブランケットの表面位置との関係を表すものである。
【０００９】
このように構成された発明では、印刷パターンを被印刷物に転写するブランケットの回転位相角と表面位置との関係を表す表面プロファイルが予め求められている。そして、被印刷物がブランケット表面に沿って転動しブランケットから被印刷面への印刷パターンの転写が行われる際には、求められた表面プロファイルに応じてブランケットと被印刷物とが離間および接近方向に相対移動する。そのため、ブランケット表面に凹凸がある場合でも、その影響をキャンセルして、被印刷物への印刷パターンの転写位置の精度を良好に維持することができる。その理由は以下の通りである。
【００１０】
ブランケット表面に凹凸がある場合、被印刷物との当接によって形成される当接ニップにおいて、弾性変形するブランケットの（ブランケット胴の径方向における）変形量が変動することになる。これによりブランケット表面の周方向における伸縮量が変動することで、被印刷面から見たブランケット表面の相対位置が凹凸の大きさに応じて変化することになる。このことは、ブランケット表面から被印刷面への印刷パターンの転写において位置ずれを生じることを意味する。
【００１１】
この問題に対し、本発明では、ブランケットの表面位置を表す表面プロファイルが、ブランケット胴の回転位相角と関連付けて予め取得されている。したがって、ブランケット表面のうち被印刷物と当接する部位、つまり被印刷物との対向位置に位置する部位における表面位置が既知である。したがって、表面位置の変動に応じてブランケットと被印刷物とを離間および近接方向に相対移動させて、ブランケット表面位置の変動の影響をキャンセルすることが可能である。すなわち、ブランケット表面に凹凸があったとしても、それに起因するブランケットの変形量の変動を抑え、結果として被印刷物に対する印刷パターンの位置ずれを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、本発明によれば、ブランケット表面に凹凸などの位置変動があったとしても、それに応じてブランケットと被印刷物との相対位置が増減されることで、凹凸の影響はキャンセルされるので、被印刷物に転写される印刷パターンの位置ずれを抑え、印刷パターンの転写精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る印刷方法を実現可能な印刷システムの概略構成例を示す模式図である。
【図２】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。
【図３】ボトル保持ユニットの構成を示す図である。
【図４】本発明に係る印刷方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】図４の印刷方法の実行過程における各部の動きを模式的に示す図である。
【図６】図４の印刷方法の実行過程における各部の動きを模式的に示す図である。
【図７】重ね印刷における各部の動きを模式的に示す図である。
【図８】ブランケットおよびボトルの表面位置の変動と転写位置ずれとの関係を模式的に示す図である。
【図９】表面プロファイルの求め方を例示する図である。
【図１０】表面プロファイルに基づく制御の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明に係る印刷方法を実現可能な印刷システムの概略構成例を示す模式図である。この印刷システム１００は、例えばガラスボトルや樹脂ボトル等、概略円筒形状の外形を有する被印刷物の表面、より具体的には円筒面である被印刷面に印刷を行うためのシステムであり、本発明に係る印刷装置の一実施形態に相当する。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。
【００１５】
印刷システム１００は、被印刷物に対し、それぞれが１つのインク色で印刷を行う２組の印刷部、すなわち第１印刷部１０１および第２印刷部１０２を備えている。したがって、この印刷システム１００は被印刷物に対して２色印刷を行うことができる。なお、印刷部を１組とした単色印刷システム、あるいは印刷部を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。
【００１６】
第１印刷部１０１および第２印刷部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、仮硬化ユニット４およびボトル保持ユニット６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印刷部１０２の近傍には本硬化ユニット５が設けられている。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ユニット９を備えている。
【００１７】
以下、被印刷物が円筒状のガラスボトルまたは樹脂ボトル（以下、単に「ボトル」という）Ｂである場合を採り上げ、装置各部の構成および動作を順次説明する。なお、ここでは第２印刷部１０２に設けられた各ユニットの構成および動作について説明するが、本硬化ユニット５が省かれていることを除けば、第１印刷部１０１の各ユニットも同じ構成を有し同様に動作するものである。
【００１８】
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、
（３）インクパターンの転写ユニット３から被印刷物への転写、
（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部１０１，１０２でそれぞれ実行した後、第２印刷部１０２において、
（５）本硬化ユニット５によるインクの本硬化、
を実行することにより完結する。
【００１９】
より具体的には、第１印刷部１０１においてボトルＢに対し上記（１）〜（４）の各工程が実行された後、ボトルＢが第１印刷部１０１から第２印刷部１０２に受け渡される。この受け渡しは、ボトルＢのみが移送される態様であってもよいが、ボトルＢを保持したボトル保持ユニット６が第１印刷部１０１から第２印刷部１０２へ移動する態様であってもよい。
【００２０】
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、制御ユニット９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。
【００２１】
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には制御ユニット９により制御される駆動機構１９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。駆動機構１９としては、例えばサーボモータ、リニアモータ、ボールねじ機構等を用いることができる。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。駆動機構１９により移動されるステージ１１のＹ方向位置については、例えば図示を省略するリニアエンコーダの出力信号やモータに与えられる駆動パルス数等によって特定することが可能である。
【００２２】
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、画像データを制御ユニット９に送出する。制御ユニット９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。
【００２３】
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、制御ユニット９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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、制御ユニット９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。
【００２７】
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は被印刷物であるボトル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に転写される。
【００２８】
こうしていったんブランケット３２に転写（一次転写）されたインクパターンは、最終的な被印刷物であるボトル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、被印刷物に最終転写されるインクパターンを一時的に担持する中間転写体として機能するものである。
【００２９】
また、転写ユニット３は、ブランケット３２の表面に対向して設けられた表面検出センサ３５を備えている。より具体的には、表面検出センサ３５は、例えば光、超音波等を対象物に照射しその反射信号を検出して対象物までの距離を計測する変位センサであり、回転に伴い刻々と変化するブランケット３２の表面位置を定点測定する。表面検出センサ３５は複数設けられることが好ましく、その場合、ブランケット３２の周方向（Ｘ方向）においては同一位置で、ブランケット胴３１の軸方向（Ｙ方向）においては互いに異なる位置に設けられる。この実施形態では、軸方向におけるブランケット３２の両端部付近に、２個の表面検出センサ３５が配置される。
【００３０】
ブランケット３２の表面が実質的に完全な円筒面であり、その中心軸がブランケット胴３２の回転軸と一致していれば、ブランケットロール３０の回転によってもブランケット３２の表面位置は変動しないはずである。しかしながら実際には、ブランケットロール３０の製造段階で発生する偏心や表面の凹凸およびそれらの個体ばらつき、温度変化やインク成分によるブランケット３２の膨潤等、種々の原因によりブランケット３２の表面位置は必ずしも一定とはならない。表面検出センサ３５は、このようなブランケット３２の表面位置の変動の有無やその大きさを検出することができる。
【００３１】
この実施形態では、ブランケット３２の表面位置の変動に起因するボトルＢへの印刷位置ずれを抑制する目的に、表面検出センサ３５の出力が用いられている。その詳細については後述する。
【００３２】
図３はボトル保持ユニットの構成を示す図である。より具体的には、図３（ａ）はボトル保持ユニット６をＹ方向に見た側面図であり、図３（ｂ）はボトル保持ユニット６をＸ方向に見た側面図である。
【００３３】
ボトル保持ユニット６は、側面Ｂ２が被印刷面となる被印刷物であるボトルＢをその中心軸回りに回転自在に保持するものであり、図３に示すように、底板６１とそのＸ方向側両端部から上向きに延びる１対の側板６２，６２とを組み合わせた支持フレーム６０を有している。側板６２のうち一方には連結部材６２１が回転自在に取り付けられている。また、他方の側板６２にはバネ部材６２２が設けられている。ボトルＢの口部Ｂ１が連結部材６２１に連結される一方、ボトルＢの底面部Ｂ３がバネ部材６２２により口部Ｂ１側に付勢されることで、ボトルＢは、その中心軸を略水平にした姿勢で保持される。また、連結部材６２１は図示しないモータにより回転駆動され、ボトルＢをその中心軸回りに回転させることができる。
【００３４】
図１および図３に示すように、ボトルＢはＸ方向を軸方向とするバックアップロール６３１〜６３４により補助的に支持される。バックアップロール６３１〜６３４はそれぞれ両側板６２に対し回転自在に支持されている。このうち１対のバックアップロール６３１，６３２はボトルＢの下方に設けられ、ボトルＢの側面Ｂ２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。また、もう１対のバックアップロール６３３，６３４はボトルＢの（＋Ｙ）方向側に設けられ、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。一方、ボトルＢの側面Ｂ２のうち（−Ｙ）方向側側面については広く開放された状態となっている。
【００３５】
支持フレーム６０の底板６１はアライメント機構６５を介してベース部６６に取り付けられている。アライメント機構６６は、制御ユニット９からの制御指令に応じて、支持フレーム６０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６５として使用することができる。
【００３６】
ベース部６６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６７，６７に係合され、ガイドレール６７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６６には制御ユニット９により制御される駆動機構６９が連結されており、駆動機構６９が作動することにより、ベース部６７は（−Ｙ）方向および（＋Ｙ）方向に移動する。したがって、ボトル保持ユニット６に保持されるボトルＢは、Ｙ方向において所定の可動範囲内で水平移動可能となっている。
【００３７】
駆動機構６９としては、例えばサーボモータ、リニアモータ、ボールねじ機構等を用いることができる。駆動機構６９により移動されるボトルＢのＹ方向位置については、例えば図示を省略するリニアエンコーダの出力信号やモータに与えられる駆動パルス数等によって特定することが可能である。
【００３８】
また、ボトル保持ユニット６により保持されるボトルＢに対しても、表面検出センサ６８が設けられる。すなわち、側板６２，６２のそれぞれには、ボトルＢの側面Ｂ２に対向してその表面位置を検出する表面検出センサ６８，６８が取り付けられている。表面検出センサ６８，６８は、Ｘ方向においては同一位置で、Ｙ方向においては互いに異なる位置に設けられる。ブランケットロール３０と同様、ボトルＢにも偏心や寸法ばらつきがあり、またその保持状態によっても表面位置の変動が生じ得る。表面検出センサ６８，６８はこのようなボトルＢの表面位置の変動の有無やその大きさを検出する。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、ボトル保持ユニット６がボトルＢをその可動範囲中（−Ｙ）方向側端部近傍まで移動させたとき、ボトルＢの（−Ｙ）方向側側面がブランケット３２の表面に押し付けられる。これにより、ブランケット３２の表面に担持されているインクパターンがボトルＢの側面Ｂ２に転写される。ボトルＢがブランケット３２に押し付けられることで生じるブランケット３２からの反力によるボトルＢの変位は、バックアップロール６３１〜６３４によって未然に防止されている。これにより、ボトルＢとブランケット３２とが当接するニップにおける当接圧を一定に保ち、印刷品質を安定させることができる。
【００４０】
また、図３では記載を省略しているが、後述するように、ボトル保持ユニット６に保持されたボトルＢに対しても、その位置を検出するためのアライメントカメラ６８（図６）が設けられている。制御ユニット９はアライメントカメラ６８の撮像結果に基づきアライメント機構６６を動作させ、ボトルＢの位置、より具体的にはブランケット３２に対するボトルＢの相対位置を適正な位置に調整する。
【００４１】
なお、図１において、第１印刷部１０１のボトル保持部６は、ボトルＢを転写ユニット３から離間した位置に位置決めされた状態を示している。一方、第２印刷部１０２のボトル保持部６は、転写ユニット３に近接しボトルＢをブランケット３２に当接させた状態を示している。
【００４２】
図１に示すように、転写ユニット３のブランケット３２の近傍には仮硬化ユニット４が配置されている。仮硬化ユニット４は、ブランケット３２からボトルＢに転写された光硬化性インクによるインクパターンに光（紫外線、ＵＶ光）を照射する。ただし、仮硬化ユニット４は、インクを完全に硬化させるものではなく、ボトルＢに転写されたインクパターンの粘度を、後工程を実行するために支障のない程度まで増大させる機能を有する。このため出射光の強度は比較的低くてよく、光源として例えば紫外線を出力するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えたものを用いることが可能である。仮硬化ユニット４は、ボトルＢに転写された直後のインクに光を照射する。このため、図３（ｂ）に示すように、ブランケット３２の表面に当接するように位置決めされたボトルＢの表面に対向する位置に配置される。
【００４３】
第２印刷部１０２の近傍には本硬化ユニット５が設けられている。本硬化ユニット５は、粘度の増大したインクをより強固に硬化させる機能を有するものである。このため、光源としては例えばＵＶランプのような大出力のものが好適である。本硬化ユニット５は仮硬化ユニット４よりもブランケット３２から離れた位置に配置されている。これは、本硬化ユニット５から出射される強い光がブランケット３２上のインクパターンに照射されるのを回避するためである。
【００４４】
このように、この印刷システム１００では、光硬化性インクを硬化させるための光照射が、仮硬化用の照射と本硬化用の照射との２段階で行われる。ボトルＢに転写された直後のインクに光を照射する仮硬化は、各印刷部１０１，１０２において個別に行われる。一方、インクを完全に硬化させる本硬化のための光照射は、全てのインクパターンの転写が完了してから行われる。このため、本硬化ユニット５は、印刷部の配設数によらず、最後の転写が行われる第２印刷部１０２の近傍に１組だけ配置される。
【００４５】
図４は本発明に係る印刷方法の一実施形態を示すフローチャートである。また、図５および図６は図４の印刷方法の実行過程における各部の動きを模式的に示す図である。より具体的には、図４は本発明に係る印刷方法を適用した印刷処理の一例を示している。なお図５ないし図７において点線矢印は部材の移動方向を示すものとする。この印刷処理は、制御ユニット９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。
【００４６】
この印刷処理では、版ＰおよびボトルＢが印刷システム１００の第１印刷部１０１にセットされる。具体的には、版Ｐが第１印刷部１０１に搬入されてステージ１１にセットされ（ステップＳ１０１）、アライメントカメラ１５の撮像結果に基づく版Ｐのアライメント調整が行われる（ステップＳ１０２）。同様に、第２印刷部１０２においても、版Ｐのセットおよびそのアライメント調整が行われる。また、これと並行して、ボトル保持ユニット６では、ボトルＢに対する処理が実行される。すなわち、被印刷物であるボトルＢがセットされると（ステップＳ１０３）、図６に示すように、アライメントカメラ６８によりボトルＢが撮像され、その撮像結果に基づきボトルＢのアライメント調整が行われる（ステップＳ１０４）。
【００４７】
続くステップＳ１０５ではブランケット３２の表面プロファイルが取得され、これと並行して、ステップＳ１０６ではボトルＢの表面プロファイルが取得される。これらは、後述するパターン転写においてブランケット３２やボトルＢの表面位置の変動に起因する転写時の位置ずれを抑制して転写位置精度を向上させるために用いられる情報である。表面プロファイルの取得方法およびそれを用いた制御については後で説明することとし、ここではまずブランケット３２およびボトルＢについて表面位置の変動を考慮しなくてよい理想的な状態を仮定して、印刷プロセスを説明する。
【００４８】
続いて、第１印刷部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ＩＫ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（ステップＳ１０７）。ステージ１１がさらに移動し、回転するブランケットロール６０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の表面に転写される（ステップＳ１０８）。
【００４９】
図５は、版Ｐがステージ１１に載置されてから、アライメント調整およびインク充填を受け、インクパターンがブランケット３２に転写されるまでの各部の状態を模式的に示している。図５下部に示すように、最終的には版Ｐに形成されたインクパターンＩＰが全てブランケット３２に転写される。
【００５０】
図６は、ボトル保持ユニット６にボトルＢがセットされインクパターンＩＰがブランケット３２からボトルＢに転写されるまでの状態を模式的に示している。上記のような版Ｐに対する処理と並行して、ボトル保持ユニット６では、ボトルＢに対する処理が実行される。すなわち、ボトルＢがボトル保持ユニット６にセットされ、アライメント調整が行われる（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。そして、ボトル保持ユニット６が（−Ｙ）方向に移動し、ボトルＢをブランケット３２の表面に当接させる。これにより、ブランケット３２からボトルＢへのインクパターンＩＰの転写が実行される。
【００５１】
図６に示すように、インクパターンＩＰが転写されたブランケット３２とボトルＢとが当接しながら互いにウィズ回転することにより、ブランケット３２表面のインクパターンＩＰが順次ボトルＢに転写されてゆく（ステップＳ１０９）。なお、図５では版Ｐの搬入からブランケット３２へのインクパターン転写までの工程が示され、図６ではボトルＢの搬入からボトルＢへのインク転写までの工程が示されており、これらの工程は独立したものとして記載されている。しかしながら、実際の処理においては、ブランケット３２へのインクパターン転写とブランケット３２からボトルＢへのインクパターン転写とを、ブランケット３２の同一周回において連続的に実行することが可能である。
【００５２】
ここで、ボトルＢの表面はバックアップローラ６３１〜６３４に当接しており、ボトルＢの回転に伴いインクパターンＩＰがバックアップローラ６３１〜６３４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６３１〜６３４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表面のインクパターンＩＰ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表面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６３１〜６３４をインクにより汚染することになる。
【００５３】
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（ステップＳ１１０）。すなわち、図６に示すように、ブランケット３２からインクパターンＩＰ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）ＵＶ１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ＵＶ１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。
【００５４】
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の表面がバックアップロール６３１〜６３４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。
【００５５】
既にインクパターンが転写されているボトルＢに対し、さらなるインクパターンを重ねて印刷する場合がある。例えば同色のインクパターンを重ねることで印刷層を厚くした場合や、異なる色のインクパターンを重ねて多色印刷を行いたい場合等である。
【００５６】
このような重ね印刷を行う場合、ボトルＢに転写済みのインクパターンは完全に硬化していないことが好ましい。というのは、完全に硬化したインクパターンの層に新たなインクパターンの層を重ねた場合、層間の密着性が悪化することがあるからである。その一方で、転写済みのインクパターンの粘度が低すぎる場合、異なる色のインク同士が混じり合ってしまったり、ボトルＢからブランケット３２へのインクの再転写が起きたりすることで印刷品質を低下させてしまう。
【００５７】
本実施形態の印刷処理では、前記した仮硬化によって転写済みのインクの粘度を適度なものとしておくことで、これらの問題が生じるのを防止することができる。すなわち、転写済みのインクパターンが仮硬化された状態のボトルＢに新たなインクパターンを転写してゆくことにより、複数層の重ね印刷を良好に行うことが可能である。具体的には次のようにすることができる。
【００５８】
図７は重ね印刷における各部の動きを模式的に示す図である。まず同色のインクパターンを重ねる場合について考える。１つの印刷部、例えば第１印刷部１０１において、ブランケット３２に転写されるインクパターンの周方向長さがボトルＢの周長よりも大きければ、全てのインクパターンが転写されるまでにボトルＢは１周を超えて回転することになり、結果的に、２周目の周回で転写されるパターンが１周目の周回で転写されたパターンに重ねて転写されることになる。
【００５９】
すなわち、図７に示すように、ボトルＢの第１周目の周回においてインクパターンＩＰ１が転写された後でブランケット３２の表面に残存するインクパターンＩＰ２は、ボトルＢの第２周目またはそれ以降の周回においてボトルＢに転写されることになる。このとき、ボトルＢの表面のうち既にインクパターンＩＰ１が転写されている領域に新たなインクパターンＩＰ２が転写されることで、２層の重ね印刷が実現される。版ＰのＹ方向長さをボトルＢの周長より十分に大きくしておくことで、このような重ね印刷を容易に行うことが可能である。なお図７では、図における視認性向上のため、１周目に転写されるインクパターンＩＰ１と２周目に転写されるインクパターンＩＰ２とを異なる濃度で示している。
【００６０】
この場合、転写直後のインクに仮硬化ユニット４から光ＵＶ１が照射され仮硬化が行われているため、ボトルＢからブランケット３２へのインクの再転写は防止されている。また、このインクは完全には硬化していないため、新たに転写されるインクとの密着性についても問題がない。そして、重ね印刷の終了後に本硬化処理を行うことで、転写されたインクパターンＩＰ１，ＩＰ２の全体を完全に硬化させることができる。このようにして、品質の良好な重ね印刷を行うことができる。
【００６１】
次に、異なる色または種類のインクを重ねて印刷する場合について考える（ステップＳ１１１においてＹＥＳ）。図７においては、インクパターンＩＰ１とインクパターンＩＰ２とが異なるインク色で形成されたものと考えればよい。例えば第１印刷部１０１と第２印刷部１０２とによる２色印刷のケースでは、第１印刷部１０１において第１色のインクパターンＩＰ１がボトルＢに転写され、仮硬化ユニット４による仮硬化のための光照射が行われた後、ボトルＢは次の印刷を行うべき第２印刷部１０２に移送される（ステップＳ１１２）。そして、移送後のボトルＢについて改めてアライメント調整が実行される（ステップＳ１１３）。
【００６２】
そして、第２印刷部１０２においても、版面へのインク充填（ステップＳ１０７）、版Ｐからブランケット３２へのインクパターンＩＰ２の転写（ステップＳ１０８）、ブランケット３２からボトルＢへの転写（ステップＳ１０９）および仮硬化ユニット４からの光照射によるインクの仮硬化（ステップＳ１１０）が実行される。このとき、ボトルＢに転写済みのインクパターンＩＰ１は仮硬化により粘度が増大した状態にあり、ブランケット３２への再転写は防止されている。また、新たなインクパターンＩＰ２は未硬化状態のインクパターンＩＰ１に重ねて転写されることになるため、層間の密着性も良好である。インク色が３色以上である場合には、色数に応じた数の印刷部が設けられ、それぞれの印刷部で転写されるインクパターンがボトルＢの表面に積層される。
【００６３】
こうして各色のインクパターンの転写および仮硬化が終了すると（ステップＳ１１１においてＮＯ）、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ユニット５による本硬化処理が行われる（ステップＳ１１４）。図７下部に示すように、本硬化処理は、ボトルＢをブランケット３２から大きく離間させた状態で、本硬化ユニット５から光（紫外線）ＵＶ２をボトルＢに照射することにより行われる。このときの光ＵＶ２の照射は、インクを完全に硬化させるのに十分な露光量で行われる。
【００６４】
こうして印刷処理が行われたボトルＢは外部へ搬出され（ステップＳ１１５）、次に印刷すべきボトルがある場合には（ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、ステップＳ１０３に戻ってボトルＢの搬入から上記処理が繰り返される。なお、一連の印刷プロセスにおいて使用される版Ｐについては、個々の印刷部１０１，１０２において既にセットされた状態であり、そのアライメント調整（Ｓ１０２）のみが実行される。このようにしてボトルＢを順次入れ替えて上記処理を繰り返すことで、複数のボトルＢに対し連続的に印刷を行うことができる。
【００６５】
次に、ブランケット３２およびボトルＢの表面プロファイルに基づく制御について説明する。上記した印刷プロセスの説明では、ブランケット３２およびボトルＢに表面位置の変動がない、つまりこれらの表面が実質的に理想的な円筒面と見なすことができ、回転における偏心もないと仮定している。しかしながら、前述したように、これらの表面は種々の原因で凹凸を有しており、回転時には表面位置の変動が生じる。このような表面位置の変動は、ブランケット３２からボトルＢへのインクパターン転写時の転写位置ずれの原因となる。その発生理由および本実施形態における解決方法につき説明する。
【００６６】
図８はブランケットおよびボトルの表面位置の変動と転写位置ずれとの関係を模式的に示す図である。ブランケット３２とボトルＢとが当接した状態では、弾性樹脂製のブランケット３２の表面が弾性変形し、両者の間には当接ニップが形成される。この当接ニップにおいて、ブランケット３２とボトルＢとが所定の当接圧で当接することにより、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実現される。
【００６７】
ここで、ブランケット３２およびボトルＢの少なくとも一方において表面位置の変動があると、図８（ａ）に示すように、当接ニップＮにおけるブランケット３２の撓み込み量Ｑは一定とならず、ブランケット３２およびボトルＢの回転に伴って変動する。このような撓み込み量Ｑの変動は、図に破線矢印で示すブランケット３２の表面に沿った方向での伸縮量の変動の原因となる。
【００６８】
そして、このような伸縮量の変動は、当接ニップＮにおけるブランケット３２の表面とボトルＢの表面との相対位置の変動を生じさせ、結果としてブランケット３２からボトルＢへのインクパターンの転写時において位置ずれが発生することになる。この位置ずれは、単層印刷においてはインクパターンの局所的な伸縮による印刷品質の低下をもたらす。また重ね印刷においては層間の相対的な位置ずれによる印刷品質の低下となる。
【００６９】
このような位置ずれを抑制するためには、ブランケット３２およびボトルＢの表面位置の変動に応じてブランケット３２とボトルＢとの相対位置を調整し、ブランケット３２の撓み込み量Ｑを一定にすることが考えられる。例えば図８（ｂ）に示すように、ボトル保持ユニット６に設けられボトルＢをブランケット３２に対し離間および接近方向（すなわちＹ方向）に移動させる機能を有する駆動機構６９により、ボトルＢのＹ方向位置を調整すればよい。
【００７０】
これを可能とするためには、まずブランケット３２およびボトルＢの表面位置の変動量を実測により求める必要がある。この実施形態では、ブランケット３２の表面位置を、円柱形であるブランケットロール３０の回転中心からブランケット３２の表面までの距離によって表す。そして、ブランケットロール３０の１周分に対応するブランケット３２の表面について、周方向位置と高さ方向位置（つまり径方向位置）との関係を、当該ブランケット３２の「表面プロファイル」として求める。同様に、ボトルＢについても、周方向位置と回転中心から見た高さ方向位置との関係を、当該ボトルＢの「表面プロファイル」とする。なお、ブランケット３２およびボトルＢはいずれも中心軸回りに回転するものであるから、これらの表面の周方向位置については、所定の位相角を基準とする回転位相角によって表すようにしても技術的には等価である。
【００７１】
図９は表面プロファイルの求め方を例示する図である。図９（ａ）に示すように、ブランケットロール３０の回転に対して回転位相角θを定義する。回転位相角θの原点については、ブランケットロール３０の回転角を表し得る適宜の信号、例えばロータリーエンコーダ（不図示）の出力信号や駆動用のモータ３３に与えられる駆動パルスの数などとの対応関係が明確である限りにおいて任意に定めてよい。ここでは、理解を容易にするための一例として、ブランケット３２の回転中心からボトルＢの回転中心に向かう方向を回転位相角θの原点（θ＝０）とする。後の説明のために、ブランケット３２表面に「基準点」を定義する。ここでは、所定の基準時刻において回転位相角θが０である点Ｐ１を基準点としておく。なお、基準点は説明のための便宜上の概念であり、実際の装置において明示的に特定されるものではない。
【００７２】
回転位相角θの正方向については、直感的な理解を可能にするために、回転の進行に伴って基準点Ｐ１の回転位相角θが増加する方向に設定されることが好ましい。この例では、ブランケットロール３０の回転方向と同じ方向、つまり反時計方向を回転位相角θの正方向とする。
【００７３】
そして、ブランケットロール３０を回転させながら、ブランケット３２表面の位置を表面検出センサ３５により検出し、検出結果を回転位相角θの関数Ｒ（θ）として、これをブランケットロール３０の少なくとも１周分について求める。Ｘ方向に位置を異ならせて複数設けられた表面検出センサ３５の出力については、それらを平均することで軸方向のばらつきの影響を抑えることができる。このようにすることで、図９（ｂ）に示すように、ブランケットロール３０の回転位相角θと表面位置Ｒ（θ）との関係を表す表面プロファイルが取得される。原理から明らかなように、表面プロファイルは２π［ｒａｄ］を周期とする周期的変動を有する。前述した種々の原因により、ブランケット３２の表面位置は一定とならず、回転位相角θに対し波打つような変動を示す。
【００７４】
ボトルＢについても、上記と同様の考え方により回転位相角φと基準点Ｐ２とを定義することができる。ブランケット３２とボトルＢとで回転方向が反対であることから、回転位相角φの正方向についても、ここではブランケット３２の回転位相角θとは反対方向としている。この例では、時計方向が回転位相角φの正方向である。また回転位相角φの原点についてはボトルＢの回転中心からブランケット３２の回転中心に向かう方向とする。
【００７５】
そして、ボトルＢを回転させながら、ボトル表面Ｂ２の位置を表面検出センサ６８により検出し、検出結果を回転位相角θの関数ｒ（φ）として、これをボトルＢの少なくとも１周分について求める。これにより、図９（ｃ）に示す、ボトルＢの表面プロファイルが取得される。
【００７６】
図４におけるステップＳ１０５は、上記のようにしてブランケット３２の表面プロファイルを取得する処理である。一方、ステップＳ１０６は上記のようにしてボトルＢの表面プロファイルを取得する処理である。ボトルＢについてはボトル保持部６にセットされる度ごとに表面プロファイルの取得が必要である。これに対して、ブランケット３２については交換がされない限り、最初に取得した表面プロファイルを利用し続けることも可能である。
【００７７】
しかしながら、インク成分によるブランケット３２の膨潤や摩耗等により、ブランケット３２の表面形状は経時的に変化し得る。このような経時変化に対応するためには、定期的に表面プロファイルを再取得することが望ましい。なお、図４の処理では１回の印刷ごとにブランケット３２の表面プロファイルが取得されることになる。このための動作が印刷処理全体のスループットを低下させるおそれがある場合には、表面プロファイル取得の頻度を低下させ、例えば一定時間の経過ごと、あるいは一定回数の転写プロセスの実行ごとに再取得するようにしてもよい。
【００７８】
なお、図９（ｂ）および図９（ｃ）においては、回転位相角に対応する横軸のスケールが異なっている。これは、後の工程における便宜上の措置である。すなわち、互いの直径が必ずしも等しくないブランケット３２とボトルＢとでは、それぞれの周長は必ずしも同じではない。ブランケット３２とボトルＢとが当接しながら転動する印刷プロセスでは、当接ニップＮにおいて両者間で表面の周速が同じとなるが、それぞれの回転角速度は必ずしも同じとならない。
【００７９】
このことから、ブランケット３２の表面とボトルＢの表面との相対的な位置関係については、回転位相角よりも周長の次元で表現する方が扱いやすい。そこで、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示す表面プロファイルでは、回転位相角を表す横軸が、対象物の周長に比例するようにスケーリングされている。すなわち、図９（ｂ）に示す表面プロファイルでは、ブランケット３２の回転位相角θにおける２π［ｒａｄ］分の横軸の長さがその周長ＬＣ１に対応する長さで表される。同様に、図９（ｃ）に示す表面プロファイルでは、ボトルＢの回転位相角φにおける２π［ｒａｄ］分の横軸の長さがその周長ＬＣ２に対応する長さで表される。
【００８０】
こうすることにより、図９（ｂ）および図９（ｃ）の横軸における同じ長さが、周長の次元において空間的に同じ長さを表すこととなる。単に表面プロファイルを表すという意味においては、このようなスケーリングは必須ではない。
【００８１】
図１０は表面プロファイルに基づく制御の概念を示す図である。図１０（ａ）に示すように、ブランケット３２とボトルＢとが当接し当接ニップＮを形成している状態において、当接ニップＮにおけるブランケット３２の撓み込み量Ｑ（図８）の変動をできるだけ小さくするように、ブランケットロール３０とボトルＢとの軸間距離Ｄを調整すればよい。先に求められたブランケット３２およびボトルＢの表面プロファイルから撓み込み量Ｑの沖さを見積もることができるから、その変動をキャンセルするように軸間距離Ｄを調整することができる。
【００８２】
軸間距離Ｄの調整は、ブランケット３２とボトルＢとを離間および接近方向に相対移動させることにより実現可能である。例えばボトル保持ユニット６の駆動機構６９によりボトルＢをブランケット３２に対し離間および接近移動させることにより、このような相対移動を実現することができる。
【００８３】
図１０（ａ）から幾何学的に明らかなように、ブランケット３２およびボトルＢの軸間を結ぶ直線（厳密には、奥行き方向を考慮すると平面）上におけるブランケット３２の表面高さとボトルＢの表面高さとの合計が軸間距離Ｄより小さければ両者は離間している。逆に、表面高さの合計が軸間距離Ｄより大きいとき両者は当接し、表面高さの合計と軸間距離Ｄとの差が撓み込み量Ｑの大きさを表すことになる。
【００８４】
ある時刻、例えばブランケット３２とボトルＢとが当接開始する時刻を時刻Ｔの原点（Ｔ＝０）と考える。ここで、前述のようにブランケット３２とボトルＢとでは互いの周長は必ずしも同じではなく、それぞれは異なる周期で回転している。このため、両者が当接を開始するときの回転位相角は当接の度に異なる。例えば図１０（ａ）が当接開始時刻の状態を表しているとすると、時刻Ｔ＝０におけるブランケット３２の回転位相角を符号θａ、ボトルＢの回転位相角を符号φａにより表すことができる。
【００８５】
また、長期間にわたる印刷プロセスにおいて、ブランケット３２表面の一部領域のみにインクパターンを担持させることは、膨潤や摩耗に起因する表面形状の変化が当該領域に集中して生じる原因となる。このことは印刷品質の安定や装置寿命の観点から好ましくなく、無端状のブランケット３２についてはその表面領域が満遍なく使用されることが望ましい。すなわち、連続して実行される印刷プロセスにおいては、ボトルＢとの当接開始時のブランケット３２の回転位相角θａについては随時変更されることが好ましい。このことからも、ブランケット３２とボトルＢとが当接開始するときにブランケット３２の回転位相角θａは都度変化する。
【００８６】
当接開始後のブランケット３２の撓み込み量Ｑについては、先に求められている表面プロファイルを用いて次のように表すことができる。すなわち、時刻Ｔ＝０以降の時間経過に伴う撓み込み量Ｑの変動は、一般的に図１０（ｂ）により示される。
【００８７】
図１０（ｂ）は以下のようにして作成することができる。まず、図９（ｃ）に示すボトルＢの表面プロファイルを上下反転させて、図９（ｂ）に示すブランケット３２の表面プロファイルと重ねる。なおブランケット３２の表面プロファイルを上下反転させる態様でもよい。このとき、時刻０におけるブランケット３２の回転位相角がθａ、ボトルＢの回転位相角がφａとなるように、それぞれの表面プロファイルを横軸方向にシフトする。また、両プロファイルの横軸間の距離が軸間距離Ｄとなるようにする。
【００８８】
なお、時刻Ｔと回転位相角θ，φとの間は、ブランケット３２およびボトルＢの回転速度を介して相互に変換可能である。すなわち、回転位相角θ，φはそれぞれ時刻Ｔの関数θ（Ｔ），φ（Ｔ）として表すことが可能である。そのようにすると、最終的にはブランケット３２の表面高さＲ（θ）およびボトルＢの表面高さｒ（φ）についても時刻Ｔの関数として表すこともできる。
【００８９】
このようにすると、ブランケット３２の表面プロファイルとボトルＢの表面プロファイルとのギャップが、当接ニップＮにおけるブランケット３２の撓み込み量Ｑを表すことになる。例えばある時刻Ｔｂにおける撓み込み量Ｑｂについては、このときのブランケット３２およびボトルＢの回転位相角をそれぞれ符号θｂ、φｂとすれば、次式：
Ｑｂ＝Ｒ（θｂ）＋ｒ（φｂ）−Ｄ  …  （式１）
により表すことができる。（式１）および図１０（ｂ）は、軸間距離Ｄを一定とした場合ブランケット３２の撓み込み量が回転に伴って変動することを示している。
【００９０】
したがって、撓み込み量を所定の目標値Ｑｔに維持するためには、軸間距離Ｄを時刻Ｔの関数として次式：
Ｄ（Ｔ）＝Ｒ（θ（Ｔ））＋ｒ（φ（Ｔ））−Ｑｔ  …  （式２）
の関係が常時満たされるように、当接開始後の軸間距離Ｄ（Ｔ）が調整されればよいこととなる。このように、予めブランケット３２およびボトルＢの表面プロファイルＲ（θ），ｒ（φ）を求めておくことにより、これらの当接開始後の当接ニップＮにおけるブランケット３２の撓み込み量Ｑを一定に保つための軸間距離Ｄの調整量を求めることが可能になる。なお（式２）から明らかなように、撓み込み量の目標値Ｑｔが時刻Ｔの関数により表されていたとしても、これを実現するための軸間距離Ｄの調整量を一意に求めることが可能である。すなわち、撓み込み量の目標値Ｑｔが一定値でなくても、本実施形態の制御は成立し得る。
【００９１】
図４の印刷処理においては、ブランケット３２とボトルＢとを転動させブランケット３２からボトルＢへインクパターンを転写するステップＳ１０９において、ボトル保持ユニット６の駆動機構６９がボトルＢをＹ方向に移動させることにより、この調整が実現される。この調整は少なくとも、ブランケット３２の表面のうちボトルＢに転写されるべきインクパターンを担持するパターン領域の全体が当接ニップＮに到達するまでの期間にわたり実行される。こうすることにより、インクパターン転写の際の当接ニップＮにおけるブランケット３２の撓み込み量Ｑが一定に維持され、この変動に起因する転写位置ずれを低減することができる。
【００９２】
例えば、シリコン樹脂製で直径１５０ｍｍ程度のブランケット３２においては、３００μｍ程度の表面位置の変動は不可避的に生じる。また、被印刷物であるボトルＢについては、仮にそれ自体が高い加工精度で作製されていたとしても、例えばボトル保持ユニット６への取り付け時の位置ずれ等に起因して大きな表面位置変動を生じる場合もある。このような場合でも、転写時に上記のような調整を行うことにより、当接ニップＮにおける撓み込み量Ｑの変動量を、１００μｍまたはそれ以下に抑えることが可能である。
【００９３】
ところで、ブランケット３２の表面位置の変動に起因するインクパターンの転写位置ずれは、上記したブランケット３２からボトルＢへの転写時のみならず、版Ｐからブランケット３２への転写時にも生じ得るものである。図４の印刷処理ではこのための対策も施されている。すなわち、版Ｐとブランケット３２とを転動させるステップＳ１０８において、版ステージユニット１のアライメント機構１２が、ステップＳ１０５で取得されたブランケット３２の表面プロファイルに応じてステージ１１の位置を、ブランケット３２から離間および接近方向、具体的にはＺ方向において変化させる。
【００９４】
例えば石英板に凹部を刻設することにより形成される版Ｐは、弾性樹脂製のブランケット３２や円筒状のボトルＢに比べて格段に高い寸法精度で製作される。このため、版Ｐの表面における位置変動は実質的にないものとみなすことができる。したがって、上記と同様の考え方に基づき、ブランケット３２の表面プロファイルと、ブランケットロール３０の回転位相角θとに応じてアライメント機構１２がステージ１１を昇降させることで、ブランケット３２の凹凸に起因する転写位置ずれを低減することが可能である。
【００９５】
以上のように、この実施形態の印刷システム１００においては、予め取得されたブランケット３２の表面プロファイルに基づき、版Ｐからブランケット３２へのインクパターン転写時における両者の距離が調整される。また、ブランケット３２の表面プロファイルとボトルＢの表面プロファイルとに基づき、ブランケット３２からボトルＢへのインクパターン転写時における両者の距離が調整される。これにより、ブランケット３２やボトルＢの回転に伴う表面位置の変動によらず、インクパターンを位置精度よく転写することが可能となっている。
【００９６】
このような効果は、特に多層印刷や多色印刷のような重ね印刷を伴う場合に特に顕著なものとなる。この実施形態の印刷システム１００は、図１に示すようにそれぞれがブランケット３２を有する複数の印刷部１０１，１０２を備えており、それぞれの印刷部でボトルＢへのインクパターン転写が行われる。この場合でも、各印刷部１０１，１０２においてそれぞれ上記した制御動作が実行されることで、同一のボトルＢ上で重ね合わされるインクパターン間の位置ずれを抑えることができる。また同一のブランケットを用いて重ね印刷を行う場合においても、ブランケット上でインクパターンが担持される位置の違いに起因するボトルＢ上での転写位置ずれを低減することが可能である。
【００９７】
以上説明したように、上記実施形態においては、印刷システム１００が本発明の「印刷装置」の一実施形態に相当している。そして、ステージ１１、インク充填ユニット２、ブランケットロール３０およびボトル保持部６がそれぞれ本発明の「版保持部」、「パターン形成部」、「転写部」および「保持部」として機能している。また、転写ユニット３に設けられたモータ３３および表面検出センサ３５がそれぞれ本発明の「回転機構」および「検出部」として機能している。また、駆動機構６９が本発明の「移動機構」として機能する一方、駆動機構１９は本発明の「版移動機構」として機能している。
【００９８】
また、インクパターンＩＰ，ＩＰ１，ＩＰ２が本発明の「印刷パターン」に相当している。そして、図４のフローチャートにおいては、ステップＳ１０７〜Ｓ１０８が本発明の「第１工程」に相当する一方、ステップＳ１０９が本発明の「第２工程」に相当している。
【００９９】
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は、それぞれがブランケット３２を有する第１印刷部１０１および第２印刷部１０２を備えるものである。しかしながら、本発明は印刷部の配設数に関わりなく有効であり、印刷部が１つあるいは３以上設けられてもよい。
【０１００】
また、上記実施形態における被印刷物は、被印刷面としての側面Ｂ２が円筒面であるボトルＢである。しかしながら、この印刷システム１００が印刷対象とする被印刷物は、このように側面が完全な円筒面であるものに限定されない。例えば円筒面に装飾としての部分的な凹凸が設けられたものであっても、そのような凹凸に追従するのに十分な厚さおよび弾性を有するブランケットを使用することで、良好に印刷を行うことが可能である。また、被印刷物の断面形状が楕円形である場合や、被印刷面が曲面と平面とを組み合わせたものである場合についても同様である。
【０１０１】
また、上記実施形態の説明では、発明の概念を理解しやすくするために、ブランケット３２およびボトルＢの回転位相角θ，φの原点については互いの軸間を結んだ直線の方向としている。しかしながら、実際の装置においては、各部の動作シーケンスにおいて基準となり得る位置、例えば停止時のホームポジション等を基準として回転位相角が定義されることが好ましい。また、回転位相角θ，φの定義は、１つのブランケット３２と１つのボトルＢとの一の組み合わせでの位置関係において一意に定められればよく、異なる組み合わせにおいては回転位相角θ，φの原点が変更されてもよい。
【０１０２】
また、上記説明では特に言及していないが、ブランケット３２あるいはボトルＢの表面位置の変動量が極端に大きくなる場合がある。例えばブランケット３２またはボトルＢの表面に顕著な傷や損傷が存在すること、異物の付着、ボトルＢの製造不良などがその原因として考えられる。この印刷システム１００ではブランケット３２およびボトルＢの表面プロファイルを測定するため、このような大きな表面位置の変動を検出することも可能である。したがって、例えばブランケット３２およびボトルＢの一方の表面において許容値を超える大きな位置変動が検出された場合には印刷動作を中止する等の対策を講じることも可能である。
【０１０３】
また、上記の印刷システム１００においては、当接ニップＮにおいてブランケット３２の撓み込みが生じることで、ブランケット３２表面に担持されるインクパターンが歪み、結果としてボトルＢに転写されるインクパターンに歪みを生じることがあり得る。しかしながら、上記のようにブランケット３２の撓み込み量を制御することができていれば、ブランケット３２表面の変形量は事前に推定可能であり、したがってインクパターンに生じる歪みの大きさも予め見積もることが可能である。版Ｐの作製時点でこの歪みの推定量を反映させることで、転写後には歪みの解消されたインクパターンを形成することが可能となる。
【０１０４】
また、上記実施形態の印刷システム１００では、固定されたブランケットロール３０に対し、版ステージ１１が版Ｐを、ボトル保持ユニット６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、どのユニット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。
【０１０５】
また、上記実施形態におけるインクパターンの形成は、凹版にインクを塗布しドクターブレードで掻き取ることにより行われている。しかしながら、インクパターンの形成方法はこれに限定されず任意である。例えば、平版にインクジェット印刷装置を使って形成したインクパターンをブランケットに転写する態様、あるいはインクジェット印刷装置によりブランケット表面に直接インクパターンを形成する態様であってもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態における仮硬化ユニット４の光源はＵＶ−ＬＥＤ、本硬化ユニット５の光源はＵＶランプである。しかしながら、光源はこれらに限定されず、必要な波長および強度の光を出射することのできるものであれば任意のものを使用可能である。また、仮硬化用の光と本硬化用の光とでその波長が異なっていてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態のボトル保持ユニット６は、連結部材６２１とバネ部材６２２とで被印刷物たるボトルＢを挟持し、さらにバックアップロール６３１〜６３４によりボトルＢを補助的に支持する構成となっている。しかしながら、被印刷物の保持形態はこれに限定されるものではなく任意である。例えば適宜の回転チャック機構で被印刷物を保持する構成であってもよい。
【０１０８】
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、この発明に係る印刷方法において、印刷パターンは、印刷パターンに対応する凹部が形成された版にインクを充填し、版を前記ブランケットの表面に沿って転動させて、インクをブランケットに転写することにより形成され、表面プロファイルに応じて版とブランケットとが離間および近接方向に相対移動されてもよい。またこれを可能とするために、この発明に係る印刷装置は、記印刷パターンに対応する凹部が形成された版を保持する版保持部と、凹部にインクが充填された版をブランケットの表面に沿って転動させて、インクをブランケットに転写する版移動機構とを備え、版移動機構が、表面プロファイルに応じて版とブランケットとを離間および近接方向に相対移動させるように構成されてもよい。このような構成によれば、版からブランケットへ印刷パターンが転写する際における、ブランケット表面の位置変動に起因する転写位置ずれを低減させることができる。
【０１０９】
また、この発明は、所定の基準位相角から少なくとも１周分の表面プロファイルを取得し、該表面プロファイルのうち、ブランケットに印刷パターンが形成されるパターン領域に対応する回転位相角の範囲における表面位置の変動に応じて相対移動を行うように構成されてもよい。このような構成によれば、印刷パターンがブランケットの周方向においてどの位置に形成されたとしても、その領域における表面位置の変動に起因する転写ずれを抑える効果が得られる。
【０１１０】
したがって、第１工程および第２工程の実行後、さらに第１工程および第２工程を繰り返し実行する場合には、ブランケットに印刷パターンが形成されるパターン領域が随時変更されるようにすることも可能である。このようにパターン領域が変更されることで、ブランケット表面のうち特定の領域のみに偏った形状変化が生じるのを防止することができる。したがって、印刷品質の安定化および装置寿命の観点において好ましい。
【０１１１】
また、この発明は、被印刷物について、ブランケットに対する転動方向における被印刷面の位置と被印刷面の表面位置との関係を表す表面プロファイルを予め取得し、第２工程では、ブランケットの表面プロファイルと被印刷物の表面プロファイルとに応じてブランケットと被印刷物とが相対移動されるように構成されてもよい。このような構成によれば、被印刷物の表面位置のばらつきに起因する転写位置ずれについても併せて低減することが可能である。
【０１１２】
また、ブランケットの表面の検出は、ブランケット胴の回転軸方向における位置が互いに異なる複数箇所で行われてもよい。このような構成によれば、回転軸方向における表面位置の変動に起因する検出誤差を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
この発明は、ガラスボトルや樹脂ボトルなど、被印刷面が曲面を含む被印刷物に印刷を施す印刷技術全般に適用することが可能であり、特に、高精細パターンを印刷する場合や多色印刷を行う場合の位置精度の向上に資するものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１  版ステージユニット
２  インク充填ユニット（パターン形成部）
３  転写ユニット
４  仮硬化ユニット
５  本硬化ユニット
６  ボトル保持ユニット（保持部）
９  制御ユニット
１１  ステージ（版保持部）
１９  駆動機構（版移動機構）
３０  ブランケットロール（転写部）
３１  ブランケット胴
３２  ブランケット
３３  モータ（回転機構）
３５  表面検出センサ（検出部）
６９  駆動機構（移動機構）
１００  印刷システム（印刷装置）
Ｂ  ボトル（被印刷物）
ＩＰ，ＩＰ１，ＩＰ２  インクパターン（印刷パターン）
Ｐ  版
Ｓ１０７〜Ｓ１０８  第１工程
Ｓ１０９  第２工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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