JP2009214302A - 凸版印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成でき、印刷ムラのないディスプレイ用の電子部品を安価に生産することが可能な凸版印刷装置を提供する。
【解決手段】版２１を装備して回転する版胴２と、被印刷基板４ａを載せる基板定盤４と、版２１上にインキを供給するインキ供給手段１０を有し、インキ供給手段１０は、インキロール１１による版２１へのインキ供給時にドクター１３をインキロール１１の表面に当接するように制御し、インキロール１１が版２１にインキを供給しない時はドクター１３をインキロール１１の表面から離間するように制御する制御機構１４を備えて構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製凸版の凸部に載せたインキを被印刷物上に転写することにより微細な印刷パターンを形成するための凸版印刷装置に関する。

近年、電子部品の微細パターン形成において、公知の印刷方式を利用する試みが検討されてきている。特にディスプレイ分野では、画面の大型化、コストの低減化に対応するため、印刷方式による電子部品のパターン形成の検討が進められている。
印刷法は、量産性に優れ、製造コストを低く抑えることが可能であり、具体的な方式としては、オフセット印刷やグラビア印刷等が挙げられている。

一方、フレキソ印刷は、ゴム又は樹脂からなるフレキシブルな凸版と、アニロックスロールと呼ばれる表面に細かい凹部（セル）が彫刻されたインキロールと、溶剤乾燥型のインキとを用いた印刷方式であり、従来から包装紙などの簡単な印刷物に広く使用されている。このフレキソ印刷は、膜厚０．０１〜０．２μｍ程度の薄くて安定した印刷層の形成に特に適している。
また、フレキソ印刷は印圧がかかる凸版部に柔軟性があり、更に、キスタッチと称されるごく低印圧での印刷であることから、ガラス基板や高圧をかけることによって特性が破壊され易い透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適しており、ディスプレイ等の電子部品のパターン形成に特に適した印刷方法である。

フレキソ印刷の凸版へのインキ供給は、凸版を装備する円筒状の版シリンダとインキロールをほぼ同じ周速で回転させながら、インキロールの表面のセル内に保持したインキを凸版の凸部に当接し転写することにより行われる（特許文献１参照）。
この場合のインキロールは、その一部がインキ壷中のインキ溜りに浸漬され、インキロール表面にインキが付着される。そして、インキロールの回転に伴い、インキロールの表面に当接したドクターによってセル内にインキを充填しつつ、セル外に付着した余分なインキをかき落とすことによりインキ供給量が決定される。
特開２００４−２６８３１９号公報

ところで、インキロールに彫刻されるセルには、ダイヤ型やハニカム型等の形状があるが、特にディスプレイ用の電子部材に見られるようなストライプパターン等の微細パターンの印刷をする場合、凸版へのインキ供給量にバラつきが生じると、印刷ムラが発生する問題があり、特にカラーフィルタ等の表示部に係る電子部品では、印刷ムラがディスプレイの表示ムラに直結するため、深刻な問題となる。
また、ドクターに欠けやうねりまたは傾きがある場合には、それがインキロールの回転方向に発生するスジ状のムラの原因になるため、ドクターの研磨や交換または保持具によるうねりの抑制などによって、ドクターに起因する印刷ムラの発生を防止している。

しかしながら、常にインキロールと版胴が当接し回転し続けるロール トゥ ロール式の印刷機と異なり、枚葉式印刷機では、被印刷基板の入れ替え時等の間、版胴及びインキロールは待機時間となる。そのため、インキロールは待機時間中、空転し続けることになり、長時間連続印刷を行った場合、インキロール表面のセル内に供給されたインキが乾燥してしまい、セル内に堆積するなどして、印刷時のインキ転写量の不安定要因となり、印刷ムラを発生させやすくしている。
また、インキロール表面から掻き取られた余分なインキはドクターの裏面に溜り、ある程度の量を超えると、雨垂れ状にインキロール上を流れてインキ溜りに戻るが、この時、インキが流れた跡が印刷ムラの原因となる。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成でき、印刷ムラのないディスプレイ用の電子部品を安価に生産することが可能な凸版印刷装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、版を装備して回転する版胴と、被印刷基板を載せる基板定盤と、前記版上にインキを供給するインキ供給手段を有し、前記インキ供給手段は、前記版にインキを供給するためのインキロールと、前記インキロールの表面に付着した余分なインキを掻き取るドクターとを備える凸版印刷装置において、前記インキ供給手段は、前記インキロールによる前記版へのインキ供給時に前記ドクターを前記インキロールの表面に当接するように制御し、かつ前記インキロールが前記版にインキを供給しない時は前記ドクターを前記インキロールの表面から離間するように制御する制御機構を備えることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の凸版印刷装置において、前記制御機構は、アクチュエータを含んで構成されていることを特徴とする。

本発明の凸版印刷装置においては、版へのインキ供給時はドクターがインキロールに当接されるように操作してインキロールに付着した余分なインキを掻き落とし、また、版にインキを供給しない時はドクターをインキロールの表面から離間してインキロールに付着した余分なインキが掻き落されないようにする。
したがって、本発明によれば、均一な膜厚の印刷パターンを容易に形成でき、印刷ムラのないディスプレイ用の電子部品を安価に生産することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は本発明にかかる凸版印刷装置を枚葉式の凸版印刷装置であるフレキソ印刷装置に適用した場合の一例を示す概略構成図、図２は本実施の形態におけるフレキソ印刷装置のインキロールによる版へのインキ供給の動作説明用の概略構成図、図３は本実施の形態におけるフレキソ印刷装置の動作説明用の概略構成図である。

本実施の形態に示すフレキソ印刷装置は、図１に示すように、凸版であるフレキソ版２１を設置する回転式の版胴２と、被印刷基板４ａを載置する基板定盤４と、フレキソ版２１にインキ３を塗布するインキ供給手段１０とを備える。
インキ供給手段１０は、版胴２に設置されたフレキソ版２１の表面に当接してインキ３を塗布するインキロール１１と、このインキロール１１の下部をインキ溜り３ａに浸漬させるインキ壷１２と、インキロール１１の表面に付着した余分なインキ４を掻き取るためのドクター１３と、ドクター１３をインキロール１１の表面に対して当接する状態及びインキロール１１の表面から離間した状態に制御する制御機構１４とで構成されている。

インキロール１１は、その表面にセラミックコートが施されており、さらに、このセラミックコートの表面には、インキを保持するための細かい凹部（セル）１１ａが彫刻されている。
また、インキロール１１の表面に当接したドクター１３ａがインキロール１１のセル１１ａにインキを押込むと共にセル１１ａの外の余分なインキをインキロール１１表面からかき取る構造となっている。
制御機構１４は、インキロール１１によるフレキソ版２１へのインキ供給時にインキロール１１の表面に当接するように制御し、かつ、インキロール１１がフレキソ版２１にインキを供給しない時はドクター１３をインキロール１１の表面から離間するように制御するものである。
制御機構１４は、例えば、ドクター１３に連結されたエアシンリンダや油圧シリンダ、電磁ソレノイドなどのアクチュエータを含んで構成することができる。

本実施の形態に示すフレキソ印刷装置の動作について説明する。
まず、図１に示すように、基板定盤４上に被印刷基板４ａを設置し、ＣＣＤカメラ等により被印刷基板４ａの位置を確認しながら位置合せを行う。この時、インキロール１１は回転しているが、ドクター１３はインキロール１３の表面に当接していない。
次に、図２に示すように、ドクター１３を制御機構１４によりインキロール１１に当接させ、インキロール１１の表面に付着した余分なインキをインキロール１１の図２の矢印方向への回転につれ掻き取り始める。その後、版胴２が図２の矢印方向に回転してフレキソ版２１の凸部がインキロール１１に当接することにより、インキ３をインキロール１１からフレキソ版２１の凸部上面にヘ順次転写する。これと同時に被印刷基板４ａの上面をフレキソ版２１に当接しつつ基板定盤４を図２の矢印方向に移動して、フレキソ版２１上のインキを被印刷基板４ａ上に転写する。この時のインキロール１１と版胴２の周速と基板定盤４の移動速度を同一とする。

次に、フレキソ版２１から被印刷基板４ａへのインキの転写が終了して、基板定盤４と版胴２との位置関係が図３に示すようになると、インキロール１１がフレキソ版２１から離間する。その後、ドクター１３を制御機構１４によりインキロール１１の表面から離間させる。この時、ドクター１３の裏面に溜まった余剰インキはインキロール１１の回転に運ばれてインキ溜り３ａに戻る。そして、インキロール１１の表面はインキ溜りで付着したインキにて覆われる。
また、基板定盤４から被印刷基板４ａを取り外した後、図１に示す工程に戻り、図２及び図３に示す工程を順に繰り返して、連続印刷を行う。

（実施の形態２）
次に、本発明にかかる枚葉式の凸版印刷装置であるフレキソ印刷装置の他の実施の形態について、図４及び図５を参照して説明する。
この図４及び図５に示すフレキソ印刷装置において、図１と同一の構成要素には同一符号を付してその構成説明を省略し、図１と異なる点を重点に述べる。
本実施の形態において、図１と異なる点は、図１に示す版胴２とインキ供給手段１０が固定式で、基板定盤４が可動式であるのに対して、基板定盤４とインキ供給手段１０を同一平面内に配列された固定式とし、フレキソ版２１を設置する回転式の版胴２をインキ供給手段１０及び基板定盤４上の被印刷基板４ａに対して水平に移動できる可動式としたところにある。

このようなフレキソ印刷装置では、図４に示すように、可動式の版胴２がインキ供給手段１０の真上に位置している時にインキロール１１の表面と当接することでフレキソ版２１にインキロール１１からインキ３を供給することができる。また、図５に示すように、インキ３が塗布された後のフレキソ版２１を有する版胴２が、基板定盤４上の被印刷基板４ａの表面に当接しながら被印刷基板４ａ上を図５の矢印方向に転動することにより、フレキソ版２１のインキ３を被印刷基板４ａへ転写することができる。この場合、ドクター１３は、図４に示すように、フレキソ版２１へのインキ供給時にのみインキロール１１に当接し、それ以外の工程では、図５に示すように、ドクター１３は制御機構１４によりインキロール１１の表面から離間されている。

上記のようなフレキソ印刷装置では、インキ供給時にドクター１３の裏面に溜まった余剰インキは、インキ供給終了後にドクター１３がインキロール１１の表面から離間される毎に、インキロール１１の回転によりインキ溜り３ａに戻されるため、インキロール１１上をインキが雨垂れ状に流れることはなくなり、さらに、インキ供給手段１４の待機時は、インキロール１１の表面がインキ皮膜で覆われているため、インキロール１１のセル内のインキが乾燥することはない。

なお、本発明のドクターの形態としては、一般的にドクターブレードやドクターロールが考えられるが、インキロール表面上の余剰インキを掻き落とす機能を有するものであれば、その他の形態でもかまわない。
また、本発明の凸版印刷装置では、版胴２と基板定盤４は相対的に移動すればよいので、上記実施の形態１に示すように基板定盤４が移動するものに限らず、実施の形態１の場合と逆に基板定盤４を固定し、版胴２とインキ供給手段１０を基板定盤４に対して水平方向に移動できるようにしてもよい。
また、上記実施の形態２では、基板定盤４とインキ供給手段１０を固定し、版胴２を水平方向に移動できるようにした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、実施の形態２の場合と逆に版胴２を固定し、基板定盤４とインキ供給手段１０を水平方向に移動できるようにしてもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本発明の凸版印刷機を用いて、５００ｍｍ×５００ｍｍサイズのガラス基板上にカラーディスプレイパネル用の表示画素部分の印刷を行った。
凸版へのインキ供給と被印刷基板へのインキ転写を同時に行う構造の印刷機を用い、基板１枚当りの所要時間１ｍｉｎにて連続印刷を行った。被印刷基板１枚当りの所要時間１ｍｉｎの内、凸版へのインキ供給に要する時間は５ｓｅｃであり、インキ供給装置のドクターとインキロールが当接しているのは、インキ供給時とその前後に各２ｓｅｃの余裕を持たせた計９ｓｅｃであり、残りの５１ｓｅｃの間はドクターがインキロールから離れており、インキロール表面は約０．１ｍｍ厚程度のインキ皮膜で覆われて回転している。
このため、連続印刷を継続し、印刷物のムラを観察し続けたところ、ムラの発生なく、３００枚以上の連続印刷を行うことができた。

一方、同様の印刷機を用いて、同じく被印刷基板１枚当りの所要時間１ｍｉｎであるが、インキ供給装置のドクターとインキロールを常に当接させて連続印刷を行ったところ、印刷開始より１０枚目の印刷物からインキロールの回転方向に沿ってスジ状のムラが見られるようになった。これは、ムラ形状より、ドクターの裏面に溜まった余剰インキがインキロール上を流れていった跡が原因と判断された。また、印刷開始より大凡１００枚目からは、印刷範囲全体に斑状のムラが目立つようになってきた。これは、インキロールのセル内に蓄積したインキが原因とみられ、一旦、連続印刷を中断し、インキロールを洗浄することで、印刷ムラが一時的に解消した。

本発明にかかる凸版印刷装置を枚葉式の凸版印刷装置であるフレキソ印刷装置に適用した場合の一例を示す概略構成図である。 本実施の形態におけるフレキソ印刷装置のインキロールによる版へのインキ供給の動作説明用の概略構成図である。 本実施の形態におけるフレキソ印刷装置の動作説明用の概略構成図である。 本発明にかかる凸版印刷装置を枚葉式の凸版印刷装置であるフレキソ印刷装置に適用した場合の他の例を示す概略構成図である。 本発明の他の例に示すフレキソ印刷装置の動作説明用の概略構成図である。

符号の説明

１０……インキ供給手段、１１……インキロール、１２……インキ壷、１３……ドクター、１３ａ……凹部（セル）、２……版胴、２１……フレキソ版（凸版）、３……インキ、３ａ……インキ溜り、４……基板定盤、４ａ……被印刷基板、１４……制御機構。

Claims (2)

1. 版を装備して回転する版胴と、被印刷基板が載置される基板定盤と、前記版上にインキを供給するインキ供給手段を有し、
   前記インキ供給手段は、前記版にインキを供給するためのインキロールと、前記インキロールの表面に付着した余分なインキを掻き取るドクターとを備える凸版印刷装置において、
   前記インキ供給手段は、前記インキロールによる前記版へのインキ供給時に前記ドクターを前記インキロールの表面に当接するように制御し、かつ前記インキロールが前記版にインキを供給しない時は前記ドクターを前記インキロールの表面から離間するように制御する制御機構を備える、
   ことを特徴とする凸版印刷装置。
2. 前記制御機構は、アクチュエータを含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の凸版印刷装置。

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