(57)【要約】【課題】自動的にインクの状態を判定して受理開始のタイミングを最適化する。【解決手段】反転印刷を実行する印刷装置は、検知部と制御部とを備える。検知部は、ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する。制御部は、検知部の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する。【選択図】図１
2018149686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する制御部と、
を備える反転印刷を実行する印刷装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知部の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記制御部は、ブランケットへのインク塗布開始後、前記検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、前記検知部の検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記制御部は、２回目以降の印刷処理において、１回目の印刷処理時にインク塗布開始後前記検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させ、検知された反射位置の検知部からの距離と、１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部からの距離との差が±２０％以内である場合、前記検知部の動作を停止し１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項５】
ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する検知工程と、
前記検知工程の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する制御工程と、
を含む、反転印刷を実行するための印刷方法。
【請求項６】
前記制御工程は、前記検知工程の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする請求項５に記載の印刷方法。
【請求項７】
前記制御工程は、ブランケットへのインク塗布開始後、前記検知工程において検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、前記検知工程における検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする請求項６に記載の印刷方法。
【請求項８】
前記検知工程および前記制御工程は、印刷処理ごとに実行され、
２回目以降の印刷処理における前記検知工程において、１回目の印刷処理における前記検知工程においてインク塗布開始後検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させ、検知された反射位置の検知部からの距離と、１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部からの距離との差が±２０％以内である場合、２回目以降の印刷処理における前記制御工程において１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷装置および当該印刷装置において実行される印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ等で使われる電子デバイスの回路パターンをガラス基板やフィルム基板等の上に形成する一手法として、印刷方法による手法が提案されている。電子デバイスの回路パターンに要求される高い解像性や寸法精度を実現できる印刷方法の一つとして、反転印刷法がある。
【０００３】
反転印刷法では、ローラ胴上に装着されたブランケットにインクを塗布し（塗布工程）、塗布されたインクを印刷するパターンに応じて剥ぎ取り（受理工程）、ブランケット上に残されたインクを被印刷基板に転写する（転写工程）ことで、被印刷基板上に印刷パターンが形成される。ここで、ブランケットからインクを剥ぎ取る際の、ブランケット上のインクの状態が印刷品質に影響する。
【０００４】
そこで、反転印刷法に限らず、インクの状態を管理するための様々な手法が知られている。たとえば、インクの定着時間が一定時間以上必要な場合に、クリアインクを用紙等に吐出し、吐出領域の反射率に基づいてインクが乾燥するまでの定着時間を算出する画像形成装置が知られている（特許文献１）。また、ブランケットのインキ溶剤濃度を計測するための溶剤濃度計測手段を備え、ブランケットに吸収されたインキ溶剤を適宜のタイミングで吸収する印刷装置が知られている（特許文献２）。また、転写前のブランケット面をラインカメラで撮像し、ブランケット上のインキのムラの有無を検知するムラ検査装置が知られている（特許文献３）。また、インキの膜厚と含水率とを一度に計測できるよう、インキに照射したテラヘルツ電磁波の強度と、インキを通って反射したテラヘルツ電磁波の強度とに基づき、インキの膜厚と含水率とを求める装置が知られている（特許文献４）。さらに、センサの出力に基づきブランケットの湿度を調整するオフセット印刷装置が知られている（特許文献５）。この装置では、センサヘッドとしてたとえば赤外線吸光分析装置にＡＴＲ（全反射）アタッチメントを装着してブランケット面に密着させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４８６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５９７７号公報
【特許文献３】特開２００７−２３０１０９号公報
【特許文献４】特開２００２−２９２８３２号公報
【特許文献５】特開２０００−１５８６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、インクを塗布してから受理に適した状態になるまでの時間は環境によって左右される。このため従来、たとえば、人がインクの状態を目視で確認しインクの色が基準色に変わった後に受理を開始していた。またたとえば、インク塗布後の待ち時間を常に長めにとって待ち時間が経過した後に受理を開始していた。このほか、印刷処理を行う環境を精密に制御する場合もある。
【０００７】
しかしながら、このように人の判断に基づいて処理を行う場合、印刷処理に人手がかかる。また、環境の変化に関わらず待ち時間を長くとる場合、印刷処理の効率が低下する。また、精密な環境制御は実現に手間とコストがかかる。
【０００８】
このため、自動的にインクの状態を判定して受理開始のタイミングを最適化することができる印刷装置および印刷方法が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示する実施形態において、反転印刷を実行する印刷装置は、検知部と、制御部と、を備える。検知部は、ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する。制御部は、検知部の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する。
【発明の効果】
【００１０】
開示する実施態様によれば、自動的にインクの状態を判定して受理開始のタイミングを最適化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る印刷装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る印刷装置による印刷処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る印刷装置による印刷処理時の動作を説明するための概略断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る印刷装置による塗布工程における処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る印刷装置のブランケット上のインクの状態を検知するための処理について説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る印刷装置のブランケット上のインクの状態を検知するための処理についてさらに説明するための図である。
【図７】図７は、検知部によるインクの状態の検知について説明するための図である。
【図８】図８は、時間の経過とともに変化する検知部の出力値の一例を示す図である。
【図９】図９は、図８の出力値の一例に基づいて設定される受理開始可能時間の一例について説明するための図である。
【図１０】図１０は、変形例１に係る印刷装置による印刷処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
開示する一つの実施形態において、反転印刷を実行する印刷装置は、検知部と制御部とを備える。検知部は、ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する。制御部は、検知部の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する。
【００１３】
また、開示する一つの実施形態において、制御部は、検知部の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させてもよい。
【００１４】
また、開示する一つの実施形態において、制御部は、ブランケットへのインク塗布開始後、検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、検知部の検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させてもよい。
【００１５】
また、開示する一つの実施形態において、制御部は、２回目以降の印刷処理において、１回目の印刷処理時にインク塗布開始後検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させ、検知された反射位置の検知部からの距離と、が１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部からの距離と、の差が±２０％以内である場合、検知部の動作を停止し１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始させてもよい。
【００１６】
また、開示する一つの実施形態において、反転印刷を実行するための印刷方法は、検知工程と制御工程とを含む。検知工程は、ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する。制御工程は、検知工程の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する。
【００１７】
また、開示する一つの実施形態において、制御工程は、検知工程の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させてもよい。
【００１８】
また、開示する一つの実施形態において、制御工程は、ブランケットへのインク塗布開始後、検知工程において検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、検知工程における検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させてもよい。
【００１９】
また、開示する一つの実施形態において、検知工程および制御工程は、印刷処理ごとに実行されてもよい。また、２回目以降の印刷処理における検知工程において、１回目の印刷処理における検知工程においてインク塗布開始後検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させ、検知された反射位置の検知部からの距離と、１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部からの距離との差が±２０％以内である場合、２回目以降の印刷処理における制御工程において１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始してもよい。
【００２０】
以下に、開示する実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００２１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る印刷装置は、ブランケット上に塗布されたインクに光を照射し、ブランケット上から反射された光を受光することで、ブランケット上での光の反射位置を検出する。そして、印刷装置は、光の反射位置に基づき、受理開始のタイミングを制御する。
【００２２】
（印刷装置の構成の一例）
まず、反転印刷を実行する印刷装置のおおまかな構成について説明する。印刷装置は、保持機構が保持している被印刷基板上でローラ胴を相対的に転動させることによって、ローラ胴に形成されている印刷パターンを被印刷基板に印刷する。
【００２３】
図１は、第１の実施形態に係る印刷装置１００の構成の一例を示す斜視図である。図１に示す印刷装置１００は、１本のローラ胴３を備える。印刷装置１００の本体９には、リニアガイド１２により支持された２台のテーブルすなわち版テーブル４と被印刷基板テーブル５とが移動可能に設置される。版テーブル４上には印刷版１０が載置される。また、被印刷基板テーブル５上には被印刷基板Ｗが載置される。
【００２４】
印刷版１０は、平板状で被印刷基板Ｗに印刷されるパターンの反転パターンが形成された凸版である。印刷版１０は、フィルム、ガラス板、および金属板で形成される。印刷版１０は、版テーブル４上に固定された状態で保持される。印刷版１０は、インクが塗布されたローラ胴３上から、反転パターンに対応したインクを受理させて除去する。
【００２５】
被印刷基板Ｗは、平板状の被印刷物である。被印刷基板Ｗはたとえば、ガラス基板やフィルム基板である。ローラ胴３から印刷パターンに対応したインクが、被印刷基板Ｗに転写される。被印刷基板Ｗは、被印刷基板テーブル５に固定された状態で保持される。
【００２６】
ローラ胴３は、外周にブランケット３０（図３参照）が巻き回されたブランケット胴である。ブランケット３０は、たとえばシリコーンで形成され撥水性を有する。ブランケット３０は、印刷処理中、印刷版１０および被印刷基板Ｗに順次押し付けられる。このため、ブランケット３０はクッション性を有する構造に形成される。
【００２７】
ローラ胴３は、その回転中心軸ＲＣ（図３参照）がローラ回転モータ６に接続され、高さ調整機構１４に固定された軸受で支持されている。ローラ胴３及びローラ回転モータ６全体は高さ調整機構１４により上下する。高さ調整機構１４は、ローラ胴３を上下方向すなわちＺ方向に移動させることができる。高さ調整機構１４はたとえば、ローラ回転モータ６の回転をねじにより上下直進運動に変換して、ローラ胴３の回転中心軸ＲＣの一端を独立に上下させることができる。ローラ回転モータ６は、ローラ胴３を回転中心軸ＲＣを中心として回転させる。
【００２８】
また、ローラ胴３の上部にはインクコータ８が設けられている。インクコータ８は、ローラ胴３上にインクを塗布する。
【００２９】
インクコータ８には検知部２０が取り付けられている。検知部２０は、照射部２０ａと受光部２０ｂと、出力部２０ｃと、を有する（図５，６参照）。照射部２０ａは、ブランケット３０に向けて光を照射する。受光部２０ｂは、ブランケット３０上で反射された光を受光する。出力部２０ｃは、照射部２０ａが照射し、受光部２０ｂが受光した光の状態に応じた出力値を出力する。このようにして、検知部２０は、ブランケット３０上のインクの状態を検知する。検知部２０の詳細については後述する。なお、図１中、検知部２０はインクコータ８に装着された状態で示すが、検知部２０はブランケット３０に向けて光を照射し、反射された光を受光できれば任意の位置に配置してよい。ただし、検知部２０はインクの塗布完了後に直ちにインクの状態の検知を開始することができる位置に配置することが好ましい。
【００３０】
本体９上には平行した直線軸受のリニアガイド１２が固定され、リニアガイド１２の上を版テーブル４および被印刷基板テーブル５がリニアモータ１５により移動自在に固定されている。
【００３１】
版テーブル４および被印刷基板テーブル５には、各々載置された印刷版１０と被印刷基板ＷをＸ，Ｙ，Ｚ方向および各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸回りの回転Θ、Υ、Ψ方向に移動可能な６軸駆動機構４ａ，５ａが組み込まれている。６軸駆動機構４ａ，５ａにより、ローラ胴３に対する印刷版１０と被印刷基板ＷとのＺ方向の間隔、Ｘ方向のずれ、Θ方向の傾き、印刷版１０と被印刷基板ＷとのＹ方向の距離等を調整することができる。版テーブル４および被印刷基板テーブル５の位置はリニアガイド１２によって読み取られる。版テーブル４および被印刷基板テーブル５各々に組み込まれた６軸駆動機構４ａ，５ａの移動座標系は、版テーブル４および被印刷基板テーブル５の移動座標系と一致する。
【００３２】
アライメント光学機器２２は、被印刷基板テーブル５上に載置された被印刷基板Ｗに設けられたアライメントマークを撮影し、撮影されたアライメントマークの位置および向きに基づいて、ローラ胴３に対する被印刷基板Ｗの位置および向きを示す位置情報を検出する。そして、アライメント光学機器２２は、検出した位置情報を、印刷装置１００を制御する制御部５０に接続された記憶装置内に格納する。被印刷基板テーブル５は、６軸駆動機構５ａにより、記憶装置内に格納された位置情報に基づいて、ローラ胴３と被印刷基板Ｗとが所定の位置関係となるように、被印刷基板Ｗの位置および向きを微調整する。具体的には、被印刷基板テーブル５の６軸駆動機構５ａは、記憶装置内に格納された位置情報に基づいて、印刷時に、ローラ胴３のブランケット３０上に形成された印刷パターンに含まれるアライメントマークと、被印刷基板Ｗに設けられたアライメントマークとが同じ向きで重なるように、被印刷基板Ｗの位置および向きを微調整する。
【００３３】
なお、印刷装置１００の各部の制御は、別に設けた制御部５０により実行する。制御部５０としては、各種の集積回路や電子回路を用いることができる。たとえば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を使用できる。
【００３４】
［第１の実施形態に係る印刷処理の流れの一例］
図２は、第１の実施形態に係る印刷装置１００による印刷処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３は、第１の実施形態に係る印刷装置１００による印刷処理時の動作を説明するための概略断面図である。図２および図３を参照し、印刷装置１００による印刷処理の流れの一例につき説明する。
【００３５】
まず、制御部５０は、印刷準備処理を実行する（ステップＳ２１、図２）。印刷準備処理では、制御部５０は、版テーブル４および被印刷基板テーブル５を原点（版テーブル４は例えば図１に表示した点線の位置、被印刷基板テーブル５は例えば図１に表示した位置）に戻す。制御部５０は、被印刷基板Ｗと印刷版１０とを、それぞれの版テーブル４および被印刷基板テーブル５の所定の位置に置き固定する。固定は、図示しない真空チャックや機械式固定法などで行う。
【００３６】
次に、制御部５０は、版テーブル４および被印刷基板テーブル５に組み込まれた６軸駆動機構４ａ，５ａを動作させ、ローラ胴３に対する印刷版１０と被印刷基板ＷとのＺ方向の間隔、Ｘ方向のずれ、Θ方向の傾き、被印刷基板Ｗと印刷版１０とのＹ方向の距離などを調整する。これにより、ローラ胴３の回転と同期して、ブランケット３０上のインクを版テーブル４および被印刷基板テーブル５上の印刷版１０や被印刷基板Ｗの所望の位置で受理または転写させることができる。
【００３７】
次に、制御部５０は、塗布処理を実行する（ステップＳ２２、図２）。塗布処理では、まず制御部５０は、ローラ胴３の高さ調整機構１４を動作させてローラ胴３を上昇させる。そして制御部５０は、ローラ回転モータ６を駆動させてローラ胴３を回転させて原点位置に戻す。さらに制御部５０はローラ胴３を回転させ、所定の位置でインクコータ８をローラ胴３に近づける。そして、インクコータ８の先端とローラ胴３すなわちブランケット３０表面との間隔を設定値にする。この状態でローラ胴３を回転させつつ、インクコータ８からインクを供給し、ローラ胴３の必要面積領域に一定膜厚のインク膜を形成する（図３の（Ａ）参照）。
【００３８】
制御部５０は塗布処理において、インクの状態を検知し次に実行される受理処理を開始するタイミングを調整する。受理開始タイミングを決定するための処理の詳細については後述する。
【００３９】
制御部５０は、受理開始タイミングを決定すると、決定したタイミングに合わせて、高さ調整機構１４を制御してローラ胴３を所定の位置まで戻す。そして、制御部５０は、ローラ回転モータ６を制御してローラ胴３を回転させ、所定の回転位置で高さ調整機構１４を動作させてローラ胴３を下降させる。
【００４０】
次に、制御部５０は、受理処理を実行する（ステップＳ２３、図２）。受理処理では、制御部５０は、ローラ回転モータ６を駆動させてローラ胴３を版テーブル４と連動させて動かす。ローラ胴３の外周速度は、版テーブル４の移動速度と一致させる。このため、版テーブル４上の印刷版１０は、ほぼ線状に接触する領域で凸版の凸領域表面でローラ胴３に塗布されたインク膜から接触したインクをはぎ取るように進んでいく。この結果、ローラ胴３の撥水性のブランケット３０の表面には図３（Ｂ）に示すような凸版の反転パターンが残ることになる。
【００４１】
次に、制御部５０は、転写処理を実行する（ステップＳ２４、図２）。転写処理では、制御部５０は、高さ調整機構１４によりローラ胴３を上昇させたのち、ローラ回転モータ６によりローラ胴３を所定の位置まで回転させる。そして制御部５０は、再び高さ調整機構１４によりローラ胴３を下降させて、ローラ回転モータ６によりローラ胴３と被印刷基板テーブル５とを連動させて動かす（図３（Ｃ）参照）。この動作により、ローラ胴３上に形成されたインクの反転パターンが、被印刷基板Ｗ上に転写する。
【００４２】
かかる動作を繰り返し実行することで、被印刷基板Ｗ上に複数のパターンを重ね印刷して、所望の構造体を作成することができる。
【００４３】
［塗布処理の流れの一例］
図４は、第１の実施形態に係る印刷装置１００による塗布処理の流れの詳細の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、塗布処理においては、制御部５０は以下の処理を並行してまたは順次実行する。
（１）インク供給制御
（２）ローラ胴回転制御
（３）検知制御
（４）受理開始制御
【００４４】
印刷準備処理（図２、Ｓ２１参照）が完了すると、制御部５０は、高さ調整機構１４及びローラ回転モータ６を制御して所定の位置でインクコータ８をローラ胴３に近づける。そして、制御部５０は、インクコータ８からのインクの供給を開始する（図４、ステップＳ４０１）。またインクの供給開始に合わせて、制御部５０はローラ胴３の所定の速度での回転を開始する（図４、ステップＳ４０２）。ローラ胴３の回転に伴いブランケット３０上にインクの膜が形成される。所望の領域にインクの膜が形成されると、制御部５０はインクコータ８からのインクの供給を停止する（図４、ステップＳ４０３）。そして、制御部５０はローラ胴３の回転を停止する（図４、ステップＳ４０４）。
【００４５】
次に制御部５０は、ブランケット３０上へのインクの供給停止と共に、またはインクの供給停止から一定時間後に検知部２０による検知を開始する（図４、ステップＳ４０５）。制御部５０は、検知部２０を制御して、ブランケット３０上に形成されたインク膜に対して照射部２０ａから光を照射させる。照射部２０ａから照射される光はブランケット３０上で反射され、受光部２０ｂに入射する。検知部２０の出力部２０ｃは、照射部２０ａが照射した光と受光部２０ｂが受光した光の状態に応じて、ブランケット３０上のインク膜の状態を示す値を出力する。第１の実施形態では、出力部２０ｃは、ブランケット３０上での光の反射位置を示す値を出力する。光の反射位置は、インク膜中の溶剤が蒸発してインクが乾燥していく状態の変化に対応して変化する。本実施形態では、反射位置が検知部２０に近い、すなわち反射位置と検知部２０との距離が短い場合ほど出力値が大きく、反射位置が検知部２０から遠い、すなわち反射位置と検知部２０との距離が長いほど出力値が小さくなる。
【００４６】
検知部２０は継続的にインク膜の状態を示す値の出力を続ける。制御部５０は、出力部２０ｃの出力値をモニタする。制御部５０は、出力値が所定期間にわたって一定であるか否かを判定する（図４、ステップＳ４０６）。そして、出力値が所定期間にわたって一定ではないと判定した場合（図４、ステップＳ４０６、否定）、制御部５０は出力値のモニタを続ける。他方、出力値が所定期間にわたって一定であると判定した場合（図４、ステップＳ４０６、肯定）、制御部５０は検知部２０による検知を終了する（図４、ステップＳ４０７）。そして、制御部５０は、高さ調整機構１４とローラ回転モータ６を制御して、ブランケット３０上のインク膜が印刷版１０に受理される位置までローラ胴３を移動させる（図４、ステップＳ４０８）。そして、制御部５０は塗布処理を終了して、次の受理処理を開始する。
【００４７】
［検知部による検知手法の一例］
図５は、第１の実施形態に係る印刷装置１００のブランケット３０上のインクの状態を検知するための処理について説明するための図である。図６は、第１の実施形態に係る印刷装置１００のブランケット３０上のインクの状態を検知するための処理についてさらに説明するための図である。図５は、検知部２０と、ローラ胴３上のブランケット３０およびブランケット３０上に形成されたインク膜との位置関係を示す。図５に示すように、ブランケット３０はローラ胴３の周方向に巻き回され、ローラ胴３と検知部２０との間に位置する。
【００４８】
図６は、ブランケット３０の多層構造の一例を拡大して示す。図６の例では、ブランケット３０は、ローラ胴３側からスポンジ層、フィルム層、ＰＤＭＳ（ジメチルポリシロキサン）層の順に重ねあわされた多層構造を有する。スポンジ層はブランケット３０が印刷版１０または被印刷基板Ｗに対して押し付けられる際に発生する圧力を分散させる層である。スポンジ層はたとえば、発泡ポリウレタン等で形成される。フィルム層は、インクが塗布される層の基台として機能する。フィルム層はたとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）で形成される。ＰＤＭＳ層は、インクが塗布される表面層である。ＰＤＭＳ層は、インクに対して非粘着性および非接着性を有する。ＰＤＭＳ層はインクに対して非粘着性および非接着性を有する他の材料で形成してもよい。たとえば、シリコーンゴムをＰＤＭＳの代わりに使用できる。なお、ＰＤＭＳ層は一応透明体であるが、例えばインク溶剤が浸み込むなど湿潤すると透明度が高くなる。なお、図６に示すブランケット３０の構造は一例であって、ブランケット３０は図６とは異なる構造に形成してもよい。
【００４９】
図７は、検知部２０によるインク状態の検知について説明するための図である。検知部２０の具体的な構成及び機能は特に限定されない。図７の例では、検知部２０は、反射型ＣＭＯＳセンサの原理を利用したレーザ変位計である。図７の例では、検知部２０は、照射部２０ａとして半導体レーザと投光レンズとを有する。また、検知部２０は、受光部２０ｂとして受光素子と受光レンズとを有する。図７の例では、検知部２０は対象物に対して、検知部２０内で定まっている基準面に対し一定の出射角度で光を照射する。まず、検知部２０と光が反射される対象物との距離が基準距離の場合（即ち、インク塗布する前の下地で反射を起こす場合で図７の（ａ））、照射部２０ａから照射された光が対象物によって反射される際の角度はαとなる。ここで角度αの決定は、入射角と反射角が等しいとする物理分野の反射の法則によるものではなく、検知部２０から対象物にレーザ光を照射したとき対象物表面に生じるスポット像が受光素子に結像した位置およびスポット像（すなわち、本実施形態では反射光とする）の受光素子への入射角度と、照射光の出射位置および出射角度との関係から三角法に基づき得られる角度である。受光部２０ｂは、反射光の受光位置によって反射角αを検知する。次に、検知部２０と対象物との距離が基準距離よりも短くなると（図７の（ｂ））、反射角はαよりも大きいβとなる。このときの検知部２０の出力部２０ｃによる出力値は増大する。逆に、検知部２０と対象物との距離が基準距離よりも長くなると（図７の（ｃ））、反射角はαよりも小さいγとなる。このときの検知部２０の出力部２０ｃによる出力値は減少する。従って、インクの状態については、インクが乾燥していない状態では光がインクを透過しその下方の下地で反射を起こし、一方インクが乾燥し状態が変化すればよりインク表面側での反射が強くなる結果、照射光の反射角度が変化することから検知することができる。本実施例においては、検知部２０は、照射した光の反射角を検知することにより、対象物の位置すなわち光の反射位置を検知する。
【００５０】
［インク膜の乾燥度と検知部の出力値との関係の一例］
図５に戻り、インク膜が形成されたブランケット３０に検知部２０から光を照射する場合を考える。上述のように、ブランケット３０はスポンジ層、フィルム層、半透明のＰＤＭＳ層を備えるものとする。また、インクはナノ金属粒子に分散剤、溶剤等を混合させて調製されるものとする。ブランケット３０上にインクを塗布する前は、検知部２０からの光は半透明のＰＤＭＳ層表面や、フィルム層表面において反射される。次に、ブランケット３０上にインクが塗布された直後は、光はインクを透過するので同様にＰＤＭＳ層およびフィルム層表面での反射に加え一部インク表面やインク内部での反射が起こる。しかし、一方でインクの溶剤がＰＤＭＳ層に浸み込むとＰＤＭＳ層の透明度が高くなりフィルム層からの反射が強くなる。さらにインクに含まれる溶剤が蒸発しインクが乾燥してくると検知部２０からの光が徐々にインクを透過しなくなり、今度は反射する位置がインク層の表面に徐々に変わってくる。この結果、検知部２０で受光する反射光の角度は単調には変化せず、経過時間と共に増減を起こしながら最終的にインク表面が完全に乾燥すると、インク表面のみからの反射光のみとなり反射光の角度は安定する。
【００５１】
このように、インク膜の乾燥状態に応じて、検知部２０からの光の反射位置が変動すると考えられる。そこで、本発明者らはレーザ変位計を用いて異なるインク膜厚Ａ（０．１μｍ），Ｂ（０．２μｍ），Ｃ（０．４μｍ）の各場合について光の反射位置を測定する実験を行い、図８に示す知見を得た。また、図８の例では、検知部２０の出力値は照射光に対する反射光の角度に対応する。また、検知部２０としては波長６５５ｎｍ（ナノメートル）の半導体レーザを用いるレーザ変位計を使用した。
【００５２】
図８は、時間の経過とともに変化する検知部２０の出力値の一例を示す図である。グラフは測定開始における出力値を基準として増減を示している。測定開始は検知部２０の移動のためブランケット上へのインクの供給停止から一定時間後に開始している。後述するようにインクの供給停止直後から測定できるように検知部２０の位置を設定することも可能である。図８に示すように、膜厚の大小にかかわらず、反射位置は時間の経過に伴い同様の変化を示している。すなわち、インク塗布直後にいったん反射位置はローラ胴３から遠ざかる方向すなわちインク膜の表面方向に移動する（図８の（ａ））。しかし、その後インク溶剤がＰＤＭＳ層に浸み込むとＰＤＭＳ層を透過する光が増えて再びローラ胴３方向に移動する（図８の（ｂ））。その後、徐々に反射位置はインク膜の表面方向に向けて移動し、最終的にインク膜表面の位置で収束し安定する（図８の（ｃ））。また、インク膜が厚くなるに伴い乾燥に要する時間は長くなるため、時間による反射位置の変動態様は同様であるが、出力値が変曲する位置はインクの膜厚に応じて変わっている。一方で図８において膜厚Ａが０．１μｍ、膜厚Ｂが０．２μｍ、膜厚Ｃが０．４μｍに対して最終的に安定する出力値には差がみられない。これはレーザ変位計の最小分解能が１μｍであり、厚さ０．１μｍと０．４μｍでは測定値に差が生じないためである。しかしＰＤＭＳ層は１μｍより十分大きいので反射位置に影響を与える。
【００５３】
［受理開始タイミングの設定例］
図９は、図８の出力値の一例に基づいて設定される受理開始可能時間の一例について説明するための図である。インク膜の乾燥の進行とともに検知部２０の出力値が変化するとすれば、検知部２０の出力値に対応付けてインクの受理開始タイミングを決定することができる。図９に示すように、検知部２０の出力値はインク膜の乾燥の進行にともない、いったん微増したのち減少し、その後徐々に増加してから安定する。出力値が微増後に減少しきった点を図９上に「変曲点」として示す。また変曲点に達する時点をＴｉｐ、その後出力値が安定値に到達した時点をＴｆとする。また、ＴｉｐからＴｆまでの時間をＴｄｒｙとする。
【００５４】
Ｔｆの時点でインク膜に光が透過していないことから、インク膜の表面は乾燥していると考えられる。しかし、インク膜の内部が所定程度まで乾燥していない状態で受理を行うと、インク膜の表面のみが印刷版１０に付着し、乾燥が不十分なインク膜の下の部分がブランケット３０上に残存してしまう可能性がある。また、インク膜の下方まで乾燥が進み過ぎた場合、ブランケット３０とインク膜とが分離しなくなる可能性がある。
【００５５】
そこで、インク膜の表面が乾燥し安定した状態になるまでに要した時間であるＴｄｒｙ（すなわちＴｆ−Ｔｉｐ）をインク膜内部が安定した状態になるまでに要する時間と推定する。そして、受理工程を開始する最も早いタイミングとして、Ｔｆ＋Ｔｄｒｙの時点を設定する。
【００５６】
また、インク膜はローラ胴３の回転に伴い塗布され、その後またローラ胴３の回転により受理開始位置に移動させられる。そこで、ローラ胴３の回転速度、インク膜の塗布領域の大きさ等に基づき、インク膜の塗布に要した時間を算出し、その期間の間は受理工程を開始可能なタイミングとする。なお、通常インクはその含有物等に応じて乾燥に要する大まかな時間が指定されるため、上記タイミングは少なくともインクの乾燥に必要とされる指定時間内で設定する。たとえば、受理開始タイミングは、Ｔｆ＋Ｔｄｒｙの時点からおおよそＴｆ×１０の時点までに設定することができる。
【００５７】
たとえば、図４のステップＳ４０６において、出力値がＴｄｒｙに相当する期間だけ一定となった場合に、検知を終了して受理を開始する。出力値をモニタする期間の長さは、ローラ胴３を受理開始位置に移動させるために要する時間を加味して調整することができる。ただし、受理開始はＴｆ×１０までとする。
【００５８】
このように検知部２０の出力値に基づいてインクの受理開始タイミングを決定する。検知部２０の出力値は、照射部２０ａが照射した光の反射位置の、検知部２０からの距離を示す。このため、インク膜の膜厚に関わらず、検知部２０の出力値に基づき、適切な受理開始タイミングを決定することができる。
【００５９】
［第１の実施形態の効果］
上記のように、第１の実施形態に係る印刷装置は、ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する検知部と、検知部の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する制御部と、を備える。第１の実施形態に係る印刷装置は、検知部が検知した光の反射位置に基づき、ブランケット上のインクの乾燥状態を判定することができる。したがって、第１の実施形態に係る印刷装置は、自動的にインクの状態を判定した受理開始のタイミングを最適化することができる。このため、第１の実施形態に係る印刷装置は、人の判断によらずインクの乾燥度を判定して適時にインクの受理を開始することができる。このため、第１の実施形態によれば、印刷精度および印刷効率を向上させることができる。
【００６０】
また、第１の実施形態に係る印刷装置において、制御部は、検知部の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させる。検知部の検知結果が所定期間一定であることは、光の反射位置が安定したことを意味する。光の反射位置が安定したということはすなわち、ブランケット上のインクが乾燥したことにより状態が安定したことを意味する。このため、第１の実施形態に係る印刷装置は、インクの状態が乾燥して安定した段階で受理を開始することができ、印刷精度および印刷効率を向上させることができる。
【００６１】
また、第１の実施形態に係る印刷装置において、制御部は、ブランケットへのインク塗布開始後、検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、検知部の検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させる。該期間は、インク表面の湿潤状態から乾燥状態への変化に要する時間である。このため、印刷装置は、インク膜表面が乾燥状態で安定し始めてから該期間と同程度の期間待機してから受理を開始することで、泣き別れを防止できる。
【００６２】
［検知部による検知開始のタイミング］
上記第１の実施形態では、検知部２０による検知の開始タイミングは特に限定されない。もっとも、インクはブランケット３０上に供給される時点から乾燥し始める。このため、インクの乾燥状態を精密に制御するためには、インクがブランケット３０に供給される時点から検知部２０による検知開始の時点までの時間を一定にすることが好ましい。また、ブランケット３０上に塗布されたインクのうち、最後に塗布された部分において検知部２０の検知を実行することが好ましい。このように制御することで、塗布されたインク全体について確実に所望の乾燥度に到達した時点で受理を開始することができる。
【００６３】
たとえば、検知部２０をインクコータ８から供給されたインクが移動する方向に配置しておく。そして、制御部５０は、インク塗布が終了した時点で、ローラ胴３の回転により、最後に塗布されたインクの部分が検知部２０に対向する位置に配置された状態となるように制御する。これによってインク塗布開始から検知開始までの時間を容易に制御することができる。
【００６４】
（変形例１）
次に、図１０を参照し変形例１にかかる印刷装置１００Ａについて説明する。図１０は、変形例１に係る印刷装置１００Ａによる印刷処理の流れの一例を示すフローチャートである。変形例１に係る印刷装置１００Ａの構造および機能は概ね第１の実施形態に係る印刷装置１００と同様である（図１参照）。ただし、変形例１に係る印刷装置１００Ａにおいては、複数回の印刷処理を実行する場合の動作が第１の実施形態と相違する。たとえば、２回目以降の印刷処理における、印刷装置１００Ａが備える制御部５０Ａおよび検知部２０Ａの動作および機能は、第１の実施形態の制御部５０および検知部２０の動作および機能と相違する。なお、ここで複数回の印刷処理各々において形成されるインク膜の膜厚は同一とする。
【００６５】
変形例１に係る印刷装置１００Ａは、１回目の印刷処理実行時には第１の実施形態に係る印刷装置１００と同様に動作する。すなわち、検知部２０Ａはブランケット３０上での光の反射位置を検知し、制御部５０Ａは検知結果に基づき受理開始タイミングを決定する。印刷装置１００Ａは、１回目の印刷処理実行時の検知部２０Ａの動作により、Ｔｉｐ、Ｔｆ、Ｔｄｒｙそれぞれの値を取得する。そして、印刷装置１００Ａの制御部５０Ａは、２回目の印刷処理実行時には、インク塗布が終了しても直ちに検知部２０Ａを動作させない。Ｔｉｐ時点になると、制御部５０Ａは、検知部２０Ａを制御して反射位置を検知させる。制御部５０Ａは、検知された反射位置と、１回目の印刷処理時のＴｉｐ時点の反射位置との差が±２０％以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは±５％以内、さらに好ましくは±３％以内であれば、検知部２０Ａの動作を停止し、１回目の印刷処理時に取得したＴｆおよびＴｄｒｙの値に基づき、Ｔｆ＋Ｔｄｒｙ時点で受理を開始するよう制御を実行する。このように、変形例１の印刷装置１００Ａは、Ｔｉｐ時点の検知結果に基づいてその後の検知部２０Ａの動作要否を判定する。このように制御することで、変形例１に係る印刷装置１００Ａは、一定精度で受理開始タイミングを決定することができると同時に処理負荷を減じて効率的な印刷処理を実現することができる。
【００６６】
図１０に戻り、印刷装置１００Ａにおける処理の流れを説明する。まず、印刷装置１００Ａは、１回目の印刷処理を開始する（ステップＳ１００１）。１回目の印刷処理の流れは図２に示す処理の流れと同様である。印刷装置１００Ａは、印刷準備処理（図２、ステップＳ２１）の後、塗布工程（図２、ステップ２２）を開始する（ステップＳ１００２）。１回目の印刷処理時点では、印刷装置１００Ａはインクの塗布が完了すると直ちに検知部２０Ａを動作させて反射位置を検知させる（ステップＳ１００３）。制御部５０Ａは、検知部２０Ａが検知した反射位置が所定期間一定か否かを判定する（ステップＳ１００４）。所定期間一定ではないと判定した場合（ステップＳ１００４、否定）、制御部５０ＡはステップＳ１００４の判定を繰り返す。所定期間一定であると判定した場合（ステップＳ１００４、肯定）、制御部５０Ａは受理が開始するよう制御を実行する（ステップＳ１００５）。そして、制御部５０Ａは、受理工程（図２、ステップＳ２３）および転写工程（図２、ステップＳ２４）を実行させる（ステップＳ１００６）。１回目の印刷処理が終了すると、印刷装置１００Ａは次の印刷処理があるか否かを判定する（ステップＳ１００７）。次の印刷処理がないと判定した場合（ステップＳ１００７、否定）、印刷装置１００Ａは処理を終了する。他方、次の印刷処理があると判定した場合（ステップＳ１００７、肯定）、印刷装置１００Ａは、次の印刷処理を開始する（ステップＳ１００８）。すなわち、印刷装置１００Ａは、印刷準備工程（図２、ステップＳ２１）を実行する。次に印刷装置１００Ａは、塗布工程（図２、ステップＳ２２）を開始する。制御部５０Ａは、ブランケット３０上へのインクの塗布が完了しても直ちに検知部２０Ａを動作させない。制御部５０Ａは、１回目の印刷処理時に検知されたＴｉｐの時点まで待機して、Ｔｉｐ時点の反射位置を検知するよう検知部２０Ａを動作させる（ステップＳ１００９）。制御部５０Ａは、Ｔｉｐ時点で検知された反射位置と、１回目の印刷処理時に検知された反射位置との差が±所定値たとえば２０％以内であるか否かを判定する（ステップＳ１０１０）。制御部５０Ａは、反射位置が±所定値たとえば２０%以内であると判定した場合（ステップＳ１０１０、肯定）、検知部２０Ａの動作を停止する。そして、制御部５０ＡはステップＳ１００５に戻り、１回目の印刷処理時に検知されたＴｆ＋Ｔｄｒｙの時点で受理が開始するよう制御を実行する。他方、反射位置が±所定値たとえば２０％以内ではないと判定した場合（ステップＳ１０１０、否定）、制御部５０Ａは、検知部２０Ａの動作を維持する。すなわち、制御部５０Ａは１回目の印刷処理時と同様に、検知部２０Ａによる反射位置の検知を継続させる。そして制御部５０Ａは、ステップＳ１００４に戻って１回目の印刷処理時と同様の制御を実行する。ステップＳ１００７において次の印刷処理がないと判定した場合、制御部５０Ａは処理を終了する。
【００６７】
このように変形例１に係る印刷装置１００Ａにおいては、制御部５０Ａは、２回目以降の印刷処理において、１回目の印刷処理時にインク塗布開始後検知部２０Ａが検知した反射位置の検知部２０Ａからの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させる。そして、制御部５０Ａは、検知された反射位置の検知部２０Ａからの距離が１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部２０Ａからの距離との差が±２０％以内である場合、検知部２０Ａの動作を停止し１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始させる。このため、印刷装置１００Ａは２回目以降の印刷処理時は検知部２０Ａによる検知をインク塗布後受理まで継続して実行する必要がなく、処理を簡略化することができる。
【００６８】
なお、上記実施形態の説明においては、反転印刷における受理工程前のインクの状態の検知について説明した。しかし、これに限らず、インクが乾燥した状態を待って実行する必要がある処理について、上記実施形態の処理を応用することができる。たとえば、反転印刷以外の印刷技術にも上記の処理を適用することができる。
【００６９】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
３  ローラ胴
４  版テーブル
５  被印刷基板テーブル
４ａ，５ａ  ６軸駆動機構
６  ローラ回転モータ
８  インクコータ
９  本体
１０  印刷版
１２  リニアガイド
１４  高さ調整機構
１５  リニアモータ
２０，２０Ａ  検知部
２０ａ  照射部
２０ｂ  受光部
２０ｃ  出力部
２２  アライメント光学機器
３０  ブランケット
５０，５０Ａ  制御部
１００，１００Ａ  印刷装置
ＲＣ  回転中心軸
Ｗ  被印刷基板
【図１】
2018149686.tif 000003
【図２】
2018149686.tif 000004
【図３】
2018149686.tif 000005
【図４】
2018149686.tif 000006
【図５】
2018149686.tif 000007
【図６】
2018149686.tif 000008
【図７】
2018149686.tif 000009
【図８】
2018149686.tif 000010
【図９】
2018149686.tif 000011
【図１０】
2018149686.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月13日(2018.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記検知部の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする反転印刷を実行する印刷装置。
【請求項２】
前記制御部は、ブランケットへのインク塗布開始後、前記検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、前記検知部の検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記制御部は、２回目以降の印刷処理において、１回目の印刷処理時にインク塗布開始後前記検知部が検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させ、検知された反射位置の検知部からの距離と、１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部からの距離との差が±２０％以内である場合、前記検知部の動作を停止し１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始させることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷装置。
【請求項４】
ブランケットに光を照射し、反射される光を受光することでブランケット上の光の反射位置を検知する検知工程と、
前記検知工程の検知結果に基づき、ブランケット上のインクの受理開始タイミングを調整する制御工程と、
を含み、
前記制御工程は、前記検知工程の検知結果が所定期間一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする、反転印刷を実行するための印刷方法。
【請求項５】
前記制御工程は、ブランケットへのインク塗布開始後、前記検知工程において検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じる時点から、安定に転じる時点までの期間の長さに相当する所定期間、前記検知工程における検知結果が一定である場合にインクの受理を開始させることを特徴とする請求項４に記載の印刷方法。
【請求項６】
前記検知工程および前記制御工程は、印刷処理ごとに実行され、
２回目以降の印刷処理における前記検知工程において、１回目の印刷処理における前記検知工程においてインク塗布開始後検知した反射位置の検知部からの距離の変化が増加から減少に転じた時点に対応する時点の反射位置を検知させ、検知された反射位置の検知部からの距離と、１回目の印刷処理時に検知された反射位置の検知部からの距離との差が±２０％以内である場合、２回目以降の印刷処理における前記制御工程において１回目の印刷処理時と同じタイミングでインクの受理を開始することを特徴とする請求項４または５に記載の印刷方法。