专利名称：印刷设备和印刷方法
技术领域：
本发明涉及一种转印的印刷设备和印刷方法用来印刷一根细圆筒形管如阴极射线管的颈部的内表面。
在一根细圆筒形管如阴极射线管的颈部的内表面上施加油墨或用油墨来完成印刷的传统方法例如包括发放系统和喷墨系统。
在发放系统中，有一连接到供应油墨的油墨筒上的喷嘴被插入到圆筒形管内，将压力施加在油墨筒上以便将油墨供应给喷嘴，油墨就被施加在圆筒形管的内表面上。在喷墨系统中，采用许多细管替代发放系统中的喷嘴，油墨就从这许多细管中被喷射出来。
上述这两系统被称为直接描绘系统。它们需要长时间来将一个图样印刷在一块大面积上。另外，当要在一个内径小的圆筒形管的内表面上进行印刷时，由于不可能将许多喷嘴插入到内径小的空间内，就需要更长的时间来完成印刷。对于长的圆筒形管，还必须有长的喷嘴，致使油墨容易堵塞喷嘴，成为其缺点。
本发明的一个目的是要提供一种印刷设备，采用该设备能在短时间内可靠地在细圆筒形管的内表面上完成印刷。
本发明的另一目的是要提供一种印刷方法，采用该方法能在短时间内可靠地在细圆筒形管的内表面上完成印刷。
按照本发明的第一方面，所提供的印刷设备具有一个圆筒形的转印套，一个设有多个孔眼并被插入到转印套内的圆筒形支承装置，一个用来使转印套和要被印刷的物件定位的定位台阶，一个用来将转印套和支承装置放入到要被印刷的物件内的滑动装置，以及用来通过支承装置将压力施加到转印套上以便使其外表面与要被印刷物件的内表面接触的施加压力装置。
注意在本说明书中所用术语“圆筒形孔”“圆筒形”和“圆柱形”都是广义的，它们包括接近圆形的截面形状如椭圆形。
最好定位台阶能使转印套和要被印刷的物件定位在同一轴线上。
另外，最好转印套由一种材料构成，当通过支承装置的孔眼施加压力时该材料能膨胀并突起，而当解除压力时则能收缩。
按照本发明的第二方面，所提供的印刷方法包括下列步骤将油墨施加到圆筒形转印套的外表面上，将转印套插入到要被印刷物件的圆筒形孔内，以及将压力施加到转印套上，以便用油墨印刷孔的内表面。
按照本发明的第二方面的印刷方法采用了被称为“衬垫印刷”(padprinting)的转印方法，其中油墨被粘附在一个圆筒形转印套的外表面上，通过在一预定图样的内侧施加或解除压力能使该转印套膨胀或收缩，而该转印套被插入到内表面要被印刷的圆筒形孔的，现在将压力施加到转印套上使它膨胀并使其外表面抵压在圆筒形孔的内表面上，这样，粘附在转印套外表面上的油墨便被转印到圆筒形孔的内表面上。
采用这种印刷方法，圆筒形孔的整个内表面能在一次被印刷，因此只需短时间便可印刷圆筒形孔的内表面。这对印刷一块大面积特别有利。另外，只要改变油墨粘附在转印套上的图样便可随意改变印出的图样，因此图样的自由度很大。
最好还包括一个将转印套和要被印刷的物件定位在同一轴线上的步骤。另外，最好转印套由一种材料构成，当通过支承装置的孔眼施加压力时该材料能膨胀并突起，而当解除压力时则能收缩。
按照本发明的第三方面，所提供的印刷方法包括下列步骤将一个设有多个孔眼的圆筒形支承装置插入到一个圆筒形转印套内，将油墨按预定的图样施加到圆筒形转印套的外表面上，使转印套和要被印刷的物件定位，将转印套插入到要被印刷物件的圆筒形孔内，通过支承装置将压力施加到转印套上，使其外表面与要被印刷物件的内表面接触，以及在转印套解除压力后，将转印套从要被印刷物件的内表面上抽出。
最好还包括一个将转印套和要被印刷的物件定位在同一轴线上的步骤。另外，最好转印套由一种材料构成，当通过支承装置的孔眼施加压力时该材料能膨胀并突起，而当解除压力时则能收缩。
在结合附图阅读下面关于较优实施例的说明后当可对本发明的上述和其他一些目的及特征有更清楚的了解，其中
图1A为本发明第一实施例的印刷设备在与轴向正交的方向上的剖视图；图1B为图1A的印刷设备在轴向上的剖视图；图2为在轴向上的剖视图，该图示出图1A和图1B中的印刷设备被插入到要被印刷物件(工件)的圆筒形孔内的状态；图3为在轴向上的剖视图，该图示出本发明实施例的印刷设备的转印套被膨胀并抵压在工件内表面上的状态；图4为在轴向上的剖视图，该图示出使用本发明实施例的印刷设备在转印到工件内表面上结束后紧接着的状态；图5为按照本发明的实施例印刷完的工件内表面的剖视图；图6为本发明实施例的印刷设备和一块凹版的透视图；图7A和图7B为凹版上凹槽图样的平面图；图8为本发明第二实施例的印刷设备在轴向上的剖视图；图9为本发明第三实施例的印刷设备在轴向上的剖视图；图10为本发明第四实施例的圆锥型印刷设备在轴向上的剖视图；以及图11为使用本发明一个实施例的印刷设备的印刷系统的概略的构造图。
下面结合附图对本发明的印刷设备的实施例及其使用方法进行说明。
第一实施例首先结合图1A和图1B到图7A和图7B对本发明的第一实施例进行说明。
图1A为本发明第一实施例的印刷设备在与轴向正交方向上的剖视图；而图1B则为沿轴向的侧剖视图。
印刷设备1具有一个由硬质材料如金属例如不锈钢或塑料制成的支撑筒2，它有一个密封的端头如图中左边所示。印刷设备1还具有一个由橡胶，例如硅橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶(NBR)、或丁苯橡胶(SBR)制成的圆筒形转印套3，它通常利用橡胶材料的弹性紧贴在支撑筒2上。印刷设备1另外还在转印套3的两个端部设有紧固带4以便用来将转印套3的两个端部固紧在支撑筒2上。
在支撑筒2的周壁上制有许多连通孔21以便使支撑筒2的内部与外部连通。当通过空气、油等介质从支撑筒2的敞开端将压力施加到支撑筒2的内部时，空气、油等的压力就通过这许多连通孔21施加到橡胶转印套的内表面上，致使橡胶转印套3从支撑筒2上向外膨胀。反之，当支撑筒2内的压力返回到1巴或降低到1巴以内时，由于橡胶的弹性，转印套3便收缩，致使其内表面恢复到与支撑筒2的外周面紧密接触的状态。
接下来说明利用这种印刷设备1印刷细长的圆形管例如阴极射线管的内表面的方法。
将印刷油墨按预定图样施加在转印套3的不被印刷设备1的紧固带4覆盖的表面上(今后，这个表面并被称为“有效印刷面积”)。施加油墨的方法将在以后说明。
图2为在轴向上的剖视图，该图示出图1A和图1B中的印刷设备1被插入到要被印刷物件的圆筒形孔内的状态。
如图2所示，印刷设备1被插入到要被印刷的物件如阴极射线管的细颈内，其内表面要被印刷，插入时插入到将进行印刷的位置，这时使支撑筒2同轴地相对于工件W而定位。但转印套3并不与工件W的内表面对接。
图3为在轴向上的剖视图，该图示出本发明实施例的印刷设备的转印套被膨胀并抵压到工件内表面上的状态。
于是，如图3所示，例如从支撑筒2的敞开部送入压缩空气。这样，支撑筒2的整个内表面上就被加压，从而通过许多连通孔21，转印套3的有效面积的整个内表面上也被加压。结果，转印套3就被空气膨胀，致使其外表面能够达到工件W的内表面，然后转印套3的外表面抵压在工件W的内表面上。这样，粘附在转印套3外表面上的油墨就被转移到工件W的内表面上，其时还可能转动支撑筒2或工件W或同时转动这两者。
图4为在轴向上的剖视图，该图示出使用本发明实施例的印刷设备在转印到工件内表面上结束后紧接着的状态。
如图4所示，然后使支撑筒2内的压力返回到大气压力，这样转印套3便收缩而返回到其原始状态，致使它与支撑筒2的外侧紧密地接触，并且转印套3的外径也返回到其原始状态。接下来就可从工件W内撤走印刷设备1。这样，如图5所示，粘附在转印套3外表面上的油墨图样就被转印到工件W的内表面上。图5的剖视图示出按照本发明的这个实施例在工件的内表面上印刷出来的图样。
在此以后，油墨按照需要被干燥，印刷便告完成。
在图2到图4中请注意，在工件W的两个端部设有内径与工件内径基本相同的附加环5。这些附加环5的作用是当工件W的长度短于转印套3的有效面积时用来防止转印套3由于在工件W的边缘与紧固带4之间的膨胀而可能发生的破裂。因此，如果工件W比转印套3长，附加环5就不再需要。
接下来说明将油墨粘附到转印套3上的方法。
图6为本发明实施例的印刷设备和一块凹版的透视图。
如图6所示，在由金属、玻璃或塑料制成的凹版11上用蚀刻或类似方法制出成为图样的预定凹槽10。将油墨涂敷在含有凹槽10的整个表面上，然后例如用刮片刮掉表面上的油墨使油墨只是留在凹槽内并将油墨的表面整平。然后将印刷设备1滚压在凹版11上如图6的箭头所示，使预定的油墨图样粘附到转印套3的表面上。
注意在图6中印刷设备1的支撑筒2延伸出去而被轴承20夹持着，因此支撑筒2能环绕其轴线旋转。另外，有一可旋转的空气接头21连结在支撑筒的端部。
图6中所示的凹版上凹槽10的图样为将油墨对称于轴线而施加到转印套(工件的内表面)上所用的平行的凹槽图样，但在本发明中，凹槽10的图样并不仅限于这种。
作为凹槽的其他图样，例如图7A所示的曲线凹槽10A的图样也可采用。或者，还可采用如图7B所示的倾斜凹槽10B的图样。如果采用图7B所示的倾斜凹槽的图样，那么就能在工件的内表面上印刷出螺旋图样。图7A和图7B均为示出凹版上凹槽图样的平面图。
还可注意的是，采用一块无水版，利用其硅酮层和非硅酮层对油墨抗拒性的差异，也可使油墨按预定图样粘附到转印套3上，其方式完全与采用上述凹版11的方法相同。
本发明并不仅限于上述实施例并可用各种方式修改。下面将说明其他一些实施例。
第二实施例图8为本发明第二实施例的印刷设备在轴向上的剖视图。
在第一实施例中，具有两个敞开端的圆筒形辊3被用作转印套3，但例如图8所示，具有一个封闭底端的圆筒形辊3也可很好地使用。而且，对支撑筒2a来说，如图8所示，也可采用一个具有两个敞开端的圆筒。采用这种结构，转印套3a的有效面积可以增加。
第三实施例图9为本发明第三实施例的印刷设备在轴向上的剖视图。
在图1A和图1B所示的印刷设备1中，紧固带4看来像是略微从转印套3的表面上突起，但在实际上，当转印套3由一橡胶辊构成，且当紧固带4被固紧时，橡胶辊3在紧固带4下面的部分会向内弯曲，因此基本上没有突起。但为了更可靠地防止紧固带4的任何这种突起，如图9所示，在该位置上制有凹槽以便用来固紧支撑筒2b的紧固带4，从而能更可靠地防止紧固带4从转印套3上突起。
第四实施例图10为本发明第四实施例的圆锥型印刷设备在轴向上的剖视图。
在第一到第三实施例中，印刷设备都被说明为具有圆筒形，但本发明当然并不限于这种形状。例如图10所示的印刷设备1a即由圆锥形或截圆锥形的支撑筒2c和转印套3c构成，这样本发明就也可适用于具有倾斜孔的工件W。
当采用上述印刷设备来进行上述印刷时，转印能够很快地在要被印刷物件的圆筒形孔的内表面上完成，操作起来容易而且只要一次转印操作即可完成。
另外，与传统的发放方法和喷墨方法相比，采用本实施例的印刷方法能够克服诸如油墨堵塞和工作时间长的缺点。
另外，上面所说明的实施例的印刷设备能够做得非常细巧，因此能够用于具有小圆筒形孔的要被印刷的物件。
另外，如上所述通过凹版等物能够转印范围广泛的图样，因此其应用范围非常广阔。例如当将本发明用于阴极射线管的电子枪上，其中例如在一圆筒形的高电阻的导电陶瓷的内表面上制有一个栅极，这时要制出多个导电环以便用来校正侧光束的画面偏差，采用本发明能容易地做到。另外，其应用范围是广阔的，例如可在阴极射线管颈部的内表面上将导电材料制成螺旋形的图样。
印刷系统下面将简要说明接连完成各项步骤的方法，这些步骤包括一个按预定图样将油墨粘附到转印套上的步骤，一个将印刷工具插入到工件的圆筒形孔内的步骤，一个使转印套膨胀从而完成转印的步骤，一个解除压力从而使转印套收缩的步骤，以及一个从工件内撤走印刷工具的步骤，这些步骤都是用上面所说明的本发明的印刷设备来完成的，可参阅图11。
图11为采用本发明实施例的印刷设备的印刷系统的概略的构造图。
图11所示的印刷系统由下列各项构成一个用来夹持工件的V形块，一个用来在图中X-X’方向移动该V形块的机构(未示出)，印刷设备1，一个用来转动该印刷设备的机构(未示出)，一个用来将压缩空气送入到印刷设备1的支撑筒2内的机构(未示出)，一块凹版11，一个用来在Y-Y’方向上移动该凹版11的机构(未示出)，一个用来在Z-Z’方向上移动该凹版11的机构(未示出)，以及一个用来从凹版的表面上刮掉油墨的刮片13。
凹版11在开始时的位置假定是在图11所示位置的下方并与印刷设备1分开。首先，将内表面要被印刷的圆筒形管工件W固定在V形块50的V形槽51上。其时将工件W和印刷设备1安排在同一轴线上。然后用一个未示出的上墨辊或类似物从油墨供应装置中将油墨涂敷在含有凹槽10的凹版11上。用刮片13刮掉多余的油墨。随后，凹版11向上移动使凹版11的表面与印刷设备1的转印辊3互相接触。接下来转动印刷设备1使它与凹版11同步，其时凹版11在Y’方向上移动。这样凹版11上的油墨图样就被转移到印刷设备1上，其时油墨按预定图样粘附在转印套3上。接着，凹版11向下(Z方向)移动并与印刷设备间隔开。然后，V形块50’在X’方向上移动使印刷设备1进入到工件W的圆筒形孔内的印刷位置。接下来就可用压缩机或压缩气体或其他来自气体增压装置的增压气体将压力输送到印刷设备1的内部，致使转印套3膨胀。这样，转印套3就抵压在工件W的内表面上，从而将粘附在转印套3的表面上的油墨转移到工件W的内表面上。然后通过开关例如一个阀门使印刷设备1内的压力返回到大气压力。这样，转印套3便会收缩并返回到原始状态，其时转印套3从工件W的内表面上离开。接下来，V形块50在X方向上移动以便使转印套3从工件W内撤出。这样，转印步骤便告完成。如果通过自动化将完成转印的工件拿掉并将新工件装上，那么转印还可按更高的效率进行。
在上述这些实施例中，本发明只是用圆筒形的转印套将图样转印到一个圆筒的内表面上，但本发明的印刷设备也可适用于下列情况；例如将一转印片粘附在转印套上，然后将转印片上的图样转印到工件的内表面上，或者预定的图样是由另一个上墨辊提供的，这个图样被转印到一个平整的工件上。这些都可成立，因为，本发明的作为特征的特殊之点在于用来使转印套膨胀并扩大其外径的机构。
如上所述，按照本发明的印刷设备，油墨能够转移到工件圆筒形孔的内表面上，而在其上通常是难于用高效率印刷的。
另外，按照本发明的印刷方法，通常难于在其上印刷的工件圆筒形孔的内表面也能快速地进行印刷。
权利要求
1.一种印刷设备，具有一个圆筒形的转印套，一个设有多个孔眼并被插入到转印套内的圆筒形支承装置，一个用来使转印套和要被印刷的物件定位的定位台阶，一个用来将转印套和支承装置放入到要被印刷的物件内的滑动装置，以及用来通过支承装置将压力施加到转印套上以便使其外表面与要被印刷物件的内表面接触的施加压力装置。
2.按照权利要求1的印刷设备，其特征为，定位台阶使转印套和要被印刷的物件定位在同一轴线上。
3.按照权利要求1的印刷设备，其特征为，转印套由一种材料构成，当通过支承装置的孔眼施加压力时该材料能膨胀并突起，而当解除压力时则能收缩。
4.一种印刷方法，包括下列步骤将油墨涂敷在圆筒形转印套的外表面上，将转印套插入到要被印刷物件的圆筒形孔内，以及将压力施加到转印套上，以便用油墨印刷孔的内表面。
5.按照权利要求4的印刷方法具有将转印套和要被印刷的物件定位在同一轴线上的步骤。
6.按照权利要求4的印刷方法，其特征为，转印套由一种材料构成，当通过支承装置的孔眼施加压力时该材料能膨胀并突起，而当解除压力时则能收缩。
7.一种印刷方法，包括下列步骤将一个设有多个孔眼的圆筒形支承装置插入到一个圆筒形转印套内，将油墨按预定的图样涂敷到圆筒形转印套的外表面上，使转印套和要被印刷的物件定位，将转印套插入到要被印刷物件的圆筒形孔内，通过支承装置将压力施加到转印套上，使其外表面与要被印刷物件的内表面接触，及在转印套解除压力后，将转印套从要被印刷物件的内表面上抽出。
8.按照权利要求7的印刷方法，具有一个将转印套和要被印刷的物件定位在同一轴线上的步骤。
9.按照权利要求7的印刷方法，其特征为，转印套由一种材料构成，当通过支承装置的孔眼施加压力时该材料能膨胀并突起，而当解除压力时则能收缩。
全文摘要
印刷设备具有一个支撑筒,其上制有许多连通孔并包覆着一个可随压力胀缩的转印套。油墨粘附在该可膨胀/收缩的转印套上,转印套以收缩的状态插入到要被印刷物件的圆筒形孔内。从转印套的内部施加压力使它膨胀并使其外表面抵压在圆筒形孔的内表面上,从而将粘附在转印套外表面上的油墨转印到圆筒形孔的内表面上。
文档编号H01J9/20GK1169917SQ9710544
公开日1998年1月14日 申请日期1997年6月9日 优先权日1996年6月10日
发明者鞭常雄, 野口良行 申请人:索尼株式会社