JP6349434B1 - 印刷方法及び印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷位置の調整を簡単かつ適切に行なうことができる印刷方法及び印刷機を提供すること。【解決手段】連続用紙１００上に複数の印刷パターンをアライメントマークとともに重ね刷りした後に、前段のアライメントマークと後段のアライメントマークとの位置関係を判断する。前段のアライメントマークに対して後段のアライメントマークが変位している場合には前記連続用紙１００に対する後段の印刷パターンの印刷位置を調整する。前段の複数のアライメントマークの位置データ及び後段の複数のアライメントマークの位置データに基づいてそれぞれ前記印刷パターンごとの仮想アライメントマークの位置を設定し、その両仮想アライメントマーク間の位置関係をもとに後段の印刷パターンの印刷位置を調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、印刷パターンを重ね刷りするようにした印刷方法及び印刷機に関するものである。

連続用紙などの被印刷媒体に対して印刷パターンを重ね刷りする場合には、前段の印刷パターンと後段の印刷パターンとの間の位置関係がずれることなく、所定の位置関係を成立させることが要求される。このためには、印刷された印刷パターンの位置を確認のために検出する必要がある。

特許文献１には、印刷対象上に印刷された複数のアライメントマークをアライメントカメラによって撮影して、アライメントマークの位置がずれている場合は、版や印刷対象の位置を補正するようにした技術が開示されている。

特許文献２には、被印刷基材を支持する支持機構が透明材料によって構成され、アライメントカメラが透明材料を通して被印刷基材のアライメントマークを撮影し、アライメントマークの位置がずれている場合は、支持機構の位置を補正するようにした技術が開示されている。

特開２０１１−１６１８１０号公報 特開２０１２−７１５０６号公報

前記特許文献１及び特許文献２の技術においては、複数のアライメントマークをカメラによって撮影して、各アライメントマークの位置を判別して、その位置にあわせて、版や印刷対象あるいは支持機構の位置を調整するようにしている。従って、複数箇所において検出された位置データに従って版などの位置を調整するため、その調整のためのシーケンスが複雑になるおそれがあり、場合によっては、その調整を正確に行ない得ず、重ね刷りが上下の印刷パターン間において位置ずれすることがあった。

本発明の目的は、アライメントマークに基づいて、印刷位置の調整を簡単かつ適切に行なうことができる印刷方法及び印刷機を提供することにある。

上記の目的を達成するために、印刷方法に関する本発明においては、被印刷媒体上に複数の印刷パターンをアライメントマークとともに重ね刷りした後に、前段のアライメントマークと後段のアライメントマークとの位置関係を判断して、前段のアライメントマークに対して後段のアライメントマークが変位している場合には前記被印刷媒体に対する後段の印刷パターンの印刷位置を調整する印刷方法において、前段の複数のアライメントマークの位置データ及び後段の複数のアライメントマークの位置データに基づいてそれぞれ前記印刷パターンごとの仮想アライメントマークの位置を設定し、その両仮想アライメントマークの間の位置関係をもとに後段の印刷パターンの印刷位置を調整することを特徴とする。

印刷機に関する本発明においては、被印刷媒体上に複数の印刷パターンを重ねて印刷するとともに、前記各印刷パターンの印刷と同時に複数のアライメントマークを印刷するようにした印刷装置において、前記各アライメントマークの位置を認識するようにしたマーク認識手段と、前記マーク認識手段によって認識された前記印刷パターンごとの複数のアライメントマーク間に仮想アライメントマークを設定する仮想アライメントマーク設定手段と、その仮想アライメントマーク設定手段によって設定された前段及び後段の仮想アライメントマーク間の変位を判断する判断手段と、後段のアライメントマークが前段のアライメントマークに対して変位している場合には、後段の印刷パターンの位置が変化されるように印刷位置を調整させる制御手段とを備えている。

本発明においては、後段のアライメントマークの位置を検出するとともに、前段のアライメントマークと後段のアライメントマークとの間の位置関係を検出して、印刷位置を調整でき、重ね刷りを正確に実行できる。そして、各印刷パターンに仮想アライメントマークを設定して、アライメントマークの位置関係の変位によって印刷パターンの変位を判断できるため、判断のための処理を簡素化できる。

本発明においては、アライメントマークに基づいて、印刷位置の調整を簡単かつ適切に行なうことができるという効果を発揮する。

実施形態の印刷機の簡略図。 スクリーン枠及びその関連機構を示す平面図。 実施形態の印刷機の電気的構成を示すブロック図。 （ａ）〜（ｅ）は、第１，第２アライメントマークとカメラとの関係を簡略化して示す模式図。 第１アライメントマークの処理状況を示す平面図。 第２アライメントマークの処理状況を示す平面図。 実施形態の動作プログラムを示すフローチャート。

（実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態の印刷機においては、被印刷媒体としての帯状の連続用紙１００に対してスクリーン印刷が実行される。連続用紙１００は、図１の右側から左側へＸ軸方向に搬送される。印刷機の左右のフレーム１１間には、搬送方向の上流側から順に、連続用紙１００を案内するための複数の案内ローラ１２，連続用紙１００を周回支持するための印刷胴１３，上流側テンション付与装置１４及びフローティング装置３１が配置されている。前記フレーム１１外において、フローティング装置３１の下流側には下流側テンション付与装置１６が配置されている。

前記案内ローラ１２は自由回転可能である。前記印刷胴１３は、サーボモータ２１によって連続用紙１００の搬送方向であるＸ軸方向に間欠的に積極回転される。印刷胴１３には連続用紙１００の裏面をブロワ（図示しない）の駆動によって吸着するための吸着孔（図示しない）を有している。印刷胴１３の上方には、スクリーン１９を張設するスクリーン枠１７が配置されている。このスクリーン枠１７は、印刷胴１３とともに印刷部を構成する。１８は、スキージ及びドクタよりなるインク処理ユニットを示す。

前記上流側テンション付与装置１４及び下流側テンション付与装置１６は、連続用紙１００に対してテンションを付与する。図１及び図２に示すように、前記フローティング装置３１は、自由回転可能にした上流側送りローラ３２及び積極回転される下流側送りローラ３３間において連続用紙１００に対してエアを吹き付けて、連続用紙１００を浮上させる。

図２に示すように、前記スクリーン枠１７内には、パターンを印刷するためのパターン印刷部２２，２７を有する版２３，２５のうちの一方が設置される。そして、図５及び図６に示すように、前記印刷胴１３上において、連続用紙１００に対して一方の版２３のパターン印刷部２２により後述の第１印刷パターン（以下、第１パターンという）１０１がスクリーン印刷され、他方の版２５のパターン印刷部２７により第２印刷パターン（以下、第２パターンという）１１１が重ねてスクリーン印刷される。

両版２３，２５におけるパターン印刷部２２，２７の両側には、それぞれマーク印刷部２４，２６が設けられ、第１パターン１０１及び第２パターン１１１の左右両側にそれぞれ第１アライメントマーク１０２及び第２アライメントマーク１０６がパターン１０１，１１１と同時にスクリーン印刷される。なお、図４においては、第１アライメントマーク１０２と第２アライメントマーク１０６とが重なった状態で描かれているが、実際には重なることはほとんどなく、離間して印刷される。

前記フレーム１１には支持枠５１が支持され、その支持枠５１に前記スクリーン枠１７が支持されている。そして、サーボモータ５２の駆動により、支持枠５１が搬送方向であるＸ軸方向に移動されて位置調整され、サーボモータ５３の駆動により、スクリーン枠１７が搬送方向と直交するＹ軸方向に移動されて位置調整される。

フローティング装置３１の上方には、印刷されたパターン１０１，１１１を撮影して、印刷結果の良否を確認するための左右一対のカメラ４４が設けられている。
前記印刷胴１３の上端よりも、同印刷胴１３の回転方向上流側において印刷胴１３の近傍には、左右一対のカメラ４５が配置されている。この両カメラ４５は、マーク認識手段を構成し、前記両アライメントマーク１０２，１０６をそれぞれ撮影する。

図３に示す制御装置５６には、前記カメラ４４，４５が接続されるとともに、モータ２１，５２，５３が接続されている。制御装置５６は、前記カメラ４５からの撮像信号に基づいて、駆動手段としての前記各サーボモータ２１，５２，５３の動作を後述のルーチンによって制御する。本実施形態において、制御装置５６は、マーク認識手段、仮想アライメントマーク設定手段、判断手段及び制御手段を構成している。

次に、以上のように構成された印刷機の作用を説明する。
連続用紙１００は、図１の矢印方向に搬送されて、印刷胴１３上において図５に示す第１パターン１０１及び第１アライメントマーク１０２がスクリーン印刷される（図４（ａ）参照）。連続用紙１００の第１パターン１０１及び第１アライメントマーク１０２の印刷が終了した部分は、フローティング装置３１に送られる。そして、そのフローティング装置３１上において、カメラ４４により連続用紙１００上の印刷済みの各第１パターン１０１の良否が順次判別されて、印刷機の下流の乾燥機（図示しない）などに搬送される。なお、図４（ａ）〜（ｅ）をはじめとして図１〜図６の図面は、説明のために簡略化して示すものであって、各部材の位置関係などの構成の多くは、実際のものとは異なって描かれている。

その後、第１パターン１０１が印刷された連続用紙１００は、印刷機に再度セットされて、第１パターン１０１上に第２パターン１１１が重ねて印刷されるとともに、第１アライメントマーク１０２から所定量離間した位置に第２アライメントマーク１０６が印刷される。そして、前記のように、第２パターン１１１は、印刷状態や、第１パターン１０１との位置関係の良否判別のためにカメラ４４によって撮影される。

この第２パターン１１１の印刷に際しては、図７のフローチャートに示す処理が実行される。この処理は、制御装置５６内の記憶部（図示しない）に格納されたプログラムデータが読み出されて、同じく制御装置５６内の中央処理装置（図示しない）の制御のもとにプログラムが進行する。

すなわち、第１パターン１０１及び第１アライメントマーク１０２の印刷を終了した連続用紙１００が再度印刷機にセットされて、Ｘ軸方向に搬送される（Ｓ１）。また、スクリーン枠１７内の版２５が第２パターン１１１及び第２アライメントマーク１０６を印刷するものに変更される。次いで、図４（ｂ）に示すように、連続用紙１００の先頭部分における第１パターン１０１の両側の一対の第１アライメントマーク１０２が一対のカメラ４５にそれぞれ対向したところで、連続用紙１００の搬送が停止される（Ｓ２）。そして、両第１アライメントマーク１０２がカメラ４５によって撮像される（Ｓ３）。

ここで、図５に示すように、制御装置５６は、両カメラ４５による撮像エリア内の中心に設定された撮像原点１０３と第１アライメントマーク１０２との位置データからそれらの位置関係を認識する。つまり、撮像原点１０３の座標と、第１アライメントマーク１０２の座標とが制御装置５６によって認識される。そして、左右の撮像原点１０３と第１アライメントマーク１０２との間においてＸ軸方向あるいはＹ軸方向における変位が生じている場合は、制御装置５６は、そのＸ軸方向及びＹ軸方向における変位量，すなわち撮像原点１０３の座標と第１アライメントマーク１０２の座標との差を判別する（Ｓ４）。

そして、制御装置５６は、左右の撮像原点１０３に対する左右の第１アライメントマーク１０２のＸ軸方向及びＹ軸方向における各変位量，すなわち位置の差の値を平均化して算出する。次いで、制御装置５６は、左右の第１アライメントマーク１０２間の中間位置において、平均化された変位量の値に基づいて、仮想アライメントマーク１０４を設定する（Ｓ５）。そして、制御装置５６は、左右の撮像原点１０３間に設定された仮想原点１０５の位置の座標と、前記仮想アライメントマーク１０４との間のＸ軸方向及びＹ軸方向における位置の座標とを比較して、仮想原点１０５と仮想アライメントマーク１０４との間における位置の差を演算する（Ｓ６）。

次いで、制御装置５６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向において前記差が生じているか否かを判断する（Ｓ７）。Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向において差が生じている場合は、前記モータ２１またはモータ５３のうちの少なくとも一方を作動させて、印刷胴１３及びスクリーン枠１７のうちの少なくとも一方を動作させる（Ｓ８）。すなわち、前記差がＸ軸方向において生じている場合は、印刷胴１３を前記差分だけ正転量を可変させて、回転位相を調整する。また、差がＹ軸方向において生じている場合は、スクリーン枠１７がＹ軸方向における一方向または他方向に移動される。このようにして、第１アライメントマーク１０２の位置が所定の位置から変位している場合は、連続用紙１００に対する印刷位置がＸ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向において調整されて補正される。

次いで、連続用紙１００が搬送されながら、連続用紙１００の始端部における先頭位置の第１パターン１０１上に、第２パターン１１１が重複印刷されるとともに、図４（ｃ）に示すように、各第２パターン１１１の外側における左右両端部には、第２アライメントマーク１０６が同時印刷される（Ｓ１０）。

その後、連続用紙１００が逆走されて（Ｓ１１）、図５及び図４（ｄ）に示すように、第２パターン１１１の外側の第２アライメントマーク１０６がカメラ４５によって撮像される（Ｓ１２）。この場合においても、前記第１アライメントマーク１０２の撮影時と同様な処理が実行される。

すなわち、制御装置５６は、左右の撮像原点１０３と第２アライメントマーク１０６との位置データからそれらの間におけるＸ軸方向及びＹ軸方向における変位量，すなわち差を判別する（Ｓ１３）。そして、制御装置５６は、左右の撮像原点１０３に対する左右の第２アライメントマーク１０６のＸ軸方向及びＹ軸方向における各変位量，すなわち差を平均化して算出する。次いで、制御装置５６は、左右の第２アライメントマーク１０６間の中間位置において、平均化された変位量に基づいて、仮想アライメントマーク１１２を設定する（Ｓ１４）。そして、制御装置５６は、左右の撮像原点１０３間に設定された仮想原点１０５と、前記仮想アライメントマーク１１２との間のＸ軸方向及びＹ軸方向における位置とを比較して、仮想原点１０５と仮想アライメントマーク１１２との間における位置の差を演算する（Ｓ１５）。

この場合、第２アライメントマーク１０６の印刷に際しては、第２アライメントマーク１０６が、第１アライメントマーク１０２と重なって画像判別が困難になることを避けるため、第２アライメントマーク１０６は、第１アライメントマーク１０２から所定距離ずれて印刷されている。従って、前記Ｓ１５における比較に基づく位置の差の演算は、このずれ量分を見込んで、ずれ量分の値を除いて、実行される。また、第１アライメントマーク１０２と第２アライメントマーク１０６との相違を明確にするために、それらの形状や色を区別してもよい。例えば、第１アライメントマーク１０２をリング状に、第２アライメントマーク１０６を黒丸状にしたり、あるいは第１アライメントマーク１０２を黒色に、第２アライメントマーク１０６を赤色にしたりすることによって混同や誤認を避けるようにする。

そして、制御装置５６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向において前記差が生じているか否かを判断する（Ｓ１６）。Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方向において差が生じている場合は、前記モータ５２またはモータ５３のうちの少なくとも一方を作動させて、スクリーン枠１７をＸ軸方向及びＹ軸方向のうちの少なくとも一方を前記差に対応する分だけ移動させる（Ｓ１７）。つまり、この場合は、印刷胴１３の回転位相を調整することなく、スクリーン枠１７の位置が移動されて、印刷位置が調整される。このようにして、第１アライメントマーク１０２の位置が所定の位置から変位している場合は、連続用紙１００に対する印刷位置がＸ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向のうちの少なくとも一方の方向において修正される。

その後は、図４（ｅ）に示すように、連続用紙１００が搬送されて（Ｓ１８）、第１パターン１０１と第２パターン１１１とが所定に位置関係となるように重ね刷りされる（Ｓ１９）。

従って、本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）第１アライメントマーク１０２の位置を検出して、その検出に基づいて印刷胴１３の回転位相及びスクリーン枠１７の位置を調整することができる。従って、連続用紙１００に対して位置ずれすることなく、適正な位置に第１パターン１０１を連続して印刷できる。

（２）第２アライメントマーク１０６の位置を検出するとともに、第１アライメントマーク１０２と第２アライメントマーク１０６との間の位置関係を検出して、印刷胴１３の回転位相を変更することなく、スクリーン枠１７の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向において調整できる。すなわち、すでに、第１パターン１０１が印刷された印刷胴１３を移動させることなく、言い換えれば連続用紙１００を移動させることなく、連続用紙１００上の第１パターン１０１に対して第２パターン１１１の印刷位置を調整できるため、第１パターン１０１に対する第２パターン１１１による重ね刷りを正確に実行できる。

（３）印刷胴１３上の位置において、カメラ４５を用いて連続用紙１００の先頭に印刷される第１アライメントマーク１０２と第２アライメントマーク１０６との位置関係を判断して、重ね刷りされるパターン１０１，１１１間の変位を修正するようにしている。従って、パターン１０１，１１１の無駄刷りを防ぐことができる。これに対し、印刷胴１３とフローティング装置３１上のカメラ４４との間に長い搬送路が形成されている。このため、例えば、フローティング装置３１上のカメラ４４によって第１アライメントマーク１０２及び第２アライメントマーク１０６を撮影して、パターン１０１，１１１の印刷位置を調整できるようにした場合には、その搬送路の長さ分に対応する数のパターン１０１，１１１が印刷される。そして、そのパターン１０１，１１１が印刷された後に第１アライメントマーク１０２や第２アライメントマーク１０６の位置が判断される。従って、パターン１０１，１１１間に変位が生じている場合は、前記搬送路の長さに対応する部分におけるいくつかのパターン１０１，１１１の無駄刷りが生じる。

（４）各パターン１０１，１１１に対応してそれぞれひとつの仮想アライメントマーク１０４，１１２を設定し、仮想アライメントマーク１０４，１１２の位置関係の変位によってパターン１０１に対するパターン１１１の変位を判断できるため、判断のための処理を簡素化できる。これに対し、各パターン１０１，１１１の両側の各アライメントマーク１０２，１０６間の変位に基づいてパターン１０１に対するパターン１１１の変位を判断して印刷位置の修正を実行する場合は、各アライメントマーク１０２，１０６のために修正基準が複数になる。従って、その修正のためのシーケンスが煩雑になることを回避できない。

（変更例）
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することができる。

・第１パターン１０１及び第２パターン１１１の印刷位置の調整をスクリーン枠１７のみの位置調整によって実行すること。
・前記実施形態では、連続用紙１００の先頭におけるパターン１０１，１１１に対応する第１アライメントマーク１０２及び第２アライメントマーク１０６の位置の判断によって印刷位置の調整を実行した。これに対し、先頭のパターン１０１，１１１に後続するパターン１０１，１１１に対応する第１アライメントマーク１０２及び第２アライメントマーク１０６の位置を判断して印刷位置を調整すること。

・パターンを３段以上の重ね刷りする印刷方法及び印刷機において本発明を具体化すること。従って、アライメントマークの検出及びそれに続く判断も３回以上実行される。
・アライメントマークを印刷することなく、パターンの図、記号、文字などの図柄の一部をアライメントマークとして利用すること。

・本発明をスクリーン印刷機以外の印刷機、例えばオフセット印刷機において具体化すること。
・被印刷媒体として枚葉紙にパターンを印刷するようにした印刷方法及び印刷機において本発明を具体化すること。

・前記実施形態においては、左右のアライメントマーク１０２，１０６の位置データの値を平均化して仮想アライメントマーク１０４，１１２の位置を設定した。これに対し、平均化ではなく、左右のアライメントマーク１０２，１０６の位置データの値を加算したり、減算したりして、左右のアライメントマーク１０２，１０６間の中央位置に仮想アライメントマーク１０４，１１２を設定すること。

・パターン１０１，１１１ごとのアライメントマーク１０２，１０６を２以上にすること。例えば、パターン１０１，１１１の左右位置にアライメントマーク１０２，１０６を２ずつ設けること。

（他の技術的思想）
前記実施形態から把握される技術的思想は以下の通りである。
（Ａ）前記前段及び後段のアライメントマークを印刷パターンの両側にそれぞれ印刷し、仮想アライメントマークを両アライメントマーク間の中央位置にそれぞれ設定する請求項２に記載の印刷方法。

従って、前段及び後段の仮想アライメントマークの位置に関する処理を行なえば、適正な印刷位置の調整により、重ね刷りを適切に実行できる。
（Ｂ）前段のアライメントマークと後段のアライメントマークとを異なる位置に印刷する請求項１または２に記載の印刷方法。

従って、前段及び後段のアライメントマークが重なることを回避できる。
（Ｃ）前記マーク認識手段は前記アライメントマークを撮影するカメラと、そのカメラによって撮影された画像データを処理する制御手段とを備えた請求項３に記載の印刷装置。

従って、アライメントマークの撮影によって仮想アライメントマークを容易に設定できる。

１３…印刷胴、１７…スクリーン枠、２１…モータ、２３…版、２５…版、４５…カメラ、５２…モータ、５３…モータ、５６…制御装置、１０１…印刷パターン、１０２…アライメントマーク、１０４…仮想アライメントマーク、１０６…アライメントマーク、１１１…印刷パターン、１１２…仮想アライメントマーク。

Claims (5)

1. 被印刷媒体上に複数の印刷パターンをアライメントマークとともに重ね刷りした後に、前段のアライメントマークと後段のアライメントマークとの位置関係を判断して、前段のアライメントマークに対して後段のアライメントマークが変位している場合には前記被印刷媒体に対する後段の印刷パターンの印刷位置を調整する印刷方法において、
   前段の複数のアライメントマークの位置データ及び後段の複数のアライメントマークの位置データに基づいてそれぞれ前記印刷パターンごとの仮想アライメントマークの位置を設定し、その両仮想アライメントマークの間の位置関係をもとに後段の印刷パターンの印刷位置を調整する印刷方法。
2. 前段の一対のアライメントマークの位置データの値及び後段の一対のアライメントマークの位置データの値をそれぞれ平均化して、前段及び後段のアライメントマーク間の位置にそれぞれ仮想アライメントマークを設定する請求項１に記載に印刷方法。
3. 被印刷媒体上に複数の印刷パターンを重ねて印刷するとともに、前記各印刷パターンの印刷と同時に複数のアライメントマークを印刷するようにした印刷装置において、
   前記各アライメントマークの位置を認識するようにしたマーク認識手段と、
   前記マーク認識手段によって認識された前記印刷パターンごとの複数のアライメントマーク間に仮想アライメントマークを設定する仮想アライメントマーク設定手段と、
   その仮想アライメントマーク設定手段によって設定された前段及び後段の仮想アライメントマーク間の変位を判断する判断手段と、
   後段のアライメントマークが前段のアライメントマークに対して変位している場合には、後段の印刷パターンの位置が変化されるように印刷位置を調整させる制御手段と
   を備えた印刷機。
4. 被印刷媒体を周回支持した状態で回転可能にした印刷胴と、その印刷胴上の連続用紙に対してパターンを印刷するための版を支持するスクリーン枠とを備え、
   前記制御手段は、前段の印刷位置の調整において、前記印刷胴と前記スクリーン枠をそれぞれ移動させるための駆動手段の少なくとも一方の駆動手段の動作を制御する請求項３に記載の印刷機。
5. 被印刷媒体を周回支持した状態で回転可能にした印刷胴と、その印刷胴上の連続用紙に対してパターンを印刷するための版を支持するスクリーン枠とを備え、
   前記制御手段は、後段の印刷位置の調整において、印刷胴が停止した状態で前記スクリーン枠を移動させるための駆動手段の動作を制御する請求項３に記載の印刷機。