JP2017185644A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インキ充填動作とインキ受け渡し動作をそれぞれ最適な条件下で印刷することが可能となる印刷装置を提供する。
【解決手段】所望する方向に回転が自在であり、表面に凹部２２が形成された円筒状の印刷版２０と、印刷版２０の表面に接し、所望する方向に回転が自在である円筒状の第１のドクタ３０と、第１のドクタ３０の表面に接する第２のドクタ５０と、所望する方向に回転が自在でありかつ、印刷版２０に対するブランケット４０の長さ方向に対して垂直方向に移動が自在であり、印刷版２０の凹部２２に充填されたインキを転写するブランケット４０と、を備える印刷装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒状のドクタを備えた印刷装置に関する。

現在、電子回路配線パターンや半導体関連の各種デバイス等の電極パターンは極めて高い精度で形成することが要求されている。このような微細で高精度なパターン形成は、フォトリソグラフィー法により形成する方法がある。しかしながら、フォトリソグラフィー法では、まず導電層を形成し、その上にレジスト層を形成し、次にレジスト層を露光、現像し、レジスト層の無い部分をエッチングし、さらにレジスト層を剥離して形成する。このため必要な設備が多く、かつパターン形成までに要する工程が長くなってしまう問題があった。

また、別の方法としては印刷法によるパターン形成があり、印刷法はフォトリソグラフィー法に比べて工程を簡略化することができコスト的に有利である。印刷法の一つとしてスクリーン印刷法が知られているが、可能な細線形成は７５μｍ程度が限界であり、更なる細線形成を安定して繰返し形成することは困難である。

そこで、スクリーン印刷法よりも微細なパターン形成のためにグラビアオセット印刷法が用いられるようになっている。グラビアオフセット印刷法による印刷装置は、印刷パターンが形成された版と、この版の画線部分にインキを充填するドクタと、版に接触し回転しながらインキを受理するブランケットロールとを備えている。このブランケットロールに受理されたインキを被印刷物の表面に圧着転写し、所定の微細パターンを形成することができる。

グラビアオフセット印刷法は、印刷によってパターンを形成するため、フォトリソグラフィー法に比べて工程が短く必要な装置も少ない。さらにスクリーン印刷では難しかった微細なパターンを安定して形成できるという利点がある。

特開２０１１−２４０５７０号公報

特許文献１では、グラビア版胴からブランケット胴へのインキの受け渡しならびにブランケット胴から被印刷物へのインキの転写を良くする為の方法に関する記載がある。グラビア版胴をブランケットの走行方向にブランケットの走行速度よりも遅い速度で走行させることで、インキの受け渡し速度と転写速度に速度差を付けることが記載されている。しかし上述の印刷装置を用いた場合インキの種類によっては、印刷版へのインキの充填が不十分となり、結果として被印刷体に転写された印刷パターンに形状不良が発生してしまう問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、インキ充填動作とインキ受け渡し動作をそれぞれ最適な相対速度の条件下で印刷することが可能となる印刷装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、所望する方向に回転が自在であり、表面に凹部が形成された円筒状の印刷版と、印刷版の表面に接し、所望する方向に回転が自在である円筒状の第１のドクタと、第１のドクタの表面に接する第２のドクタと、所望する方向に回転が自在でありかつ、印刷版に対するブランケットの長さ方向に対して垂直方向に移動が自在であり、印刷版の凹部に充填されたインキを転写するブランケットと、を備える印刷装置である。

本発明によれば、インキ充填動作とインキ受け渡し動作をそれぞれ最適な相対速度の条件下で印刷することが可能となる印刷装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る印刷装置の概略図である。 本発明の実施形態に係る印刷装置を用いた印刷工程を説明する図である。 本発明の実施形態に係る印刷装置を用いた印刷工程を説明する図である。

（実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置１０を説明する概略図である。印刷装置１０は、印刷版２０と、第１のドクタ３０と、第２のドクタ５０と、ブランケット４０と、を備えている。印刷版２０の表面は、インキ供給装置７０によって供給されたインキ６０で覆われた状態である。この状態で、第１のドクタ３０が印刷版２０の表面と接しながら回転することで、印刷版２０の凹部２２にインキ６０が充填される。次にインキ６０が印刷版２０の凹部２２に充填された状態で、ブランケット４０が印刷版２０の表面と接しながら回転することで、ブランケット４０の表面にインキ６０が転写される。尚、本実施形態ではインキ供給装置７０としてスリットノズルを選択したが、ダイコート法、ロールコート法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、リバースグラビア法、スクリーン印刷法、インキジェット法の中から何れかを選択する事もできる。インキ供給装置７０の形状は、上述した方式に一般的に用いられる公知の形状で構わない。

印刷版２０は、円筒形状を有しており所定の方向に回転が自在である。さらに印刷版２０の回転する速度は、インキ６０の種類や第１のドクタ３０の回転速度またはブランケット４０の回転速度に応じて適宜可変することが可能である。印刷版２０の表面には、被印刷体９０に形成される印刷パターンに対応する凹部２２が形成されている。印刷版２０は、銅板、ニッケル版などの金属版、あるいはガラス版に形成し、その表面にクロムめっきやカーボンめっきによる耐擦性皮膜を形成してなる。この印刷版２０の凹部２２に対して、第１のドクタ３０によって所定の速度でインキ６０を充填する。

第１のドクタ３０は、円筒形状を有しており所望する方向に回転が自在である。さらに第１のドクタ３０の回転する速度は、インキ６０の種類や印刷版２０の回転速度やブランケット４０の回転速度に応じて適宜可変することが可能である。第１のドクタ３０は、印刷版２０の表面に面と面で接するように配置されている。第１のドクタ３０の表面には、硬度５０度から９０度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３−２０１２に準ずる）のエラストマーにて覆われていても良い。エラストマーは、例えばポリイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを用いることが可能である。

本実施形態において、第２のドクタ５０は、第１のドクタ３０と線と線で接するように配置されているが、第１のドクタ３０と同様に円筒形状のドクタを用いても良い。さらに第２のドクタは、第１のドクタに付着したインキを除去する目的で設置している。第２のドクタによって除去されたインキ６０は、再利用することが可能である。例えば、図２に示すようなインキタンク８０を設けて第２のドクタによって掻きとったインキ６０をインキタンク８０に貯蔵し、インキ循環装置８２を設けることで、インキタンク８０に貯蔵されたインキ６０は、インキ供給装置７０に送液される。インキ６０は、インキ６０の品質限界まで繰り返し使用する事が可能となる。

ブランケット４０は、円筒形状を有しており所望する方向に回転が自在である。さらにブランケット４０の回転する速度は、インキ６０の種類や印刷版２０の回転速度や第１のドクタ３０の回転速度に応じて適宜可変することが可能である。ブランケット４０は、その表面で印刷版２０上のインキ６０の授受を行うことにより転写印刷を行う。ブランケット４０の表面すなわち印刷面はゴム層からなる。このゴム層として用いられるゴム材料としては、公知の各種の材料を用いることができる。これらのゴム材料は、インキ６０及びインキ６０に用いられる溶剤の種類に対応して選択され、溶剤吸収性のあるものが好適である。

ブランケット４０は、ゴム層単独でブランケット４０とすることも可能であるが、ゴム層はベース基材の上に設けてもよい。なお、ゴム材料からなるゴム層は、ベース基材上でゴム材料を硬化させて形成することも、フィルム上のゴム材料をベース基材と貼りあわせて形成することも可能である。ベース基材としては、印刷時にブランケット胴４に取り付けられることから可撓性のあるフィルム又は金属薄板であれば種類は問わないが、コスト及び寸法安定性からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系フィルム、あるいはポリイミドフィルムが好適である。ゴム層は、例えばシリコーンゴムを用いることができる。また、ベース基材とゴム層との間には、必要に応じてプライマー層や接着層が設けられる。また、ベース基材の下には必要に応じてクッション層が設けられる。クッション層としてはスポンジ状の材料を用いることができる。ブランケット２は、その幅方向の両端部を不図示の取付器具によって巻き締めることによって、略円筒形のブランケット胴４２に固定される。

ブランケット４０は、印刷版２０に対するブランケット４０の長さ方向に対して、垂直方向に移動が自在である。これにより、印刷開始時には、印刷版２０とブランケット４０を接触させ印刷することが可能となり、印刷終了時には、印刷版２０とブランケット４０を解放することで印刷を停止することが可能となる。

本実施形態に係る円筒状の第１のドクタ３０を備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、円筒状の第１のドクタ３０が円筒状の印刷版２０と同じ方向に回転し円筒状の第１のドクタ３０の回転速度を変える事で円筒状の印刷版２０と円筒状の第１のドクタ３０の接する面の相対速度を変える事ができる。当然ながら円筒状の印刷版２０と円筒状のブランケット４０においても逆方向に回転しブランケットの回転速度を変える事で円筒状の印刷版２０と円筒状のブランケット４０の接する面の相対速度を変える事ができる。これにより印刷版２０とブランケット４０が最適な速度でインキの受け渡しを行いながら、印刷版２０の凹部２２に最適な速度でインキ６０の充填をおこなうことが可能となる。

［印刷方法］
図２、図３は、本発明の実施形態に係る印刷装置を用いた印刷工程を説明する図である。図２（ａ）は、表面に凹部を有する印刷版２０と接するように円筒状の第１のドクタ３０が隣接して配置されている。円筒状の第１のドクタ３０の回転軸より下方の位置には、第２のドクタ５０が第１のドクタ３０に接して配置されている。第２のドクタ５０の下方には、インキ貯蔵タンク８０が設置されている。インキ貯蔵タンク８０に貯蔵されたインキ６０は、インキ循環装置８２によって印刷版２０の真上に設置されるスリットノズル７０にインキ６０が供給される。印刷版２０の第１のドクタ３０と対向する側には、円筒状のブランケット４０が設置されている。ブランケット４０の下方には、被印刷体９０が異同可能に設置されている。

図２（ｂ）は、スリットノズル７０を用いて印刷版２０の上空から印刷版２０にインキ６０を供給する工程である。インキ貯蔵タンクに供給されたインキ６０は、インキ循環装置８２を用いて、スリットノズル７０へと運ばれる。スリットノズル７０から印刷版２０に供給されたインキ６０は、印刷版２０の表面を沿って流れ、印刷版２０と第１のドクタ３０の間にインキ溜りを形成する。この工程において、印刷版２０及び第１のドクタ３０は、回転せずに停止した状態である。

図２（ｃ）は、印刷版２０及び第１のドクタ３０がそれぞれ同じ方向に回転を始めた状態である。印刷版２０及び第１のドクタ３０がそれぞれ回転することで、第１のドクタ３０と印刷版２０の接点を通過した凹部２２にインキ６０が充填される。また凹部２２に充填されず第１のドクタ３０に付着したインキ６０は、第１のドクタ３０の回転軸より下方に設置された第２のドクタ５０によって掻き取られる。そして掻き取られたインキ６０は、インキ貯蔵タンク８０に回収される。

図３（ｄ）は、円筒状の印刷版２０に形成された凹部２２全てにインキ６０を充填する工程を表している。本発明の実施形態において、１度インキを充填した箇所に再度インキ６０を供給したとしても後工程において、被印刷体９０に転写される印刷パターンの品質に何ら悪い影響が出るものではない。

図３（ｅ）は、印刷版の凹部２２に充填されたインキ６０をブランケット４０に転写する工程を表している。印刷版２０の方向（図中のＤ方向）にブランケット４０を移動・接触させ、印刷版２０と逆方向に回転させることでブランケット４０へのインキ６０の転写が開始される。尚、凹部２２へのインキ６０の充填作業は、同時並行で実施することが可能である。

図３（ｆ）は、ブランケット４０に転写したインキ６０を被印刷体９０に転写する工程を表している。ブランケット４０の回転及び被印刷体９０が回転することで、印刷体の連続生産が可能である。

以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。

印刷パターンはパターン幅４０×４０μｍの凹部２２を有する金属シリンダ状の印刷版２０を用いて形成した。インキ５０は導電性ペーストを用いて印刷した。印刷用版２０は、金属製のシリンダに上述の印刷パターンをエッチングによって深さ１０μｍで彫刻したものを使用した。印刷版２０にインキ６０供給するインキ供給装置７０には、スリットノズルを使用した。第１のドクタ３０は、ＳＵＳ３０４製の円筒にブチルゴムを主体とする硬度８０度のゴムを一体成型しゴムの厚みが１０ｍｍとなるように加工したものを使用した。第２のドクタ５０は、ＳＵＳ３０４製のブレードを使用した。ブランケット４０は、ＳＵＳ３０４の円筒にシリコーンゴムを主体とする硬度１０度のゴムを一体成型したものを使用した。被印刷体９０は、幅５００ｍｍ×厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材を使用した。

図２（ｂ）の工程において、インキ６０は、導電性ペーストを用いた。導電性ペーストの粘度は、レオロジー測定装置を用いて角速度１０ｒａｄ／秒で、５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・s以下であるものを使用した。

図２（ｃ）の工程において、印刷版２０及び第１のドクタ３０がそれぞれ回転することで、第１のドクタ３０と印刷版２０の接点を通過した凹部２２にインキ６０が充填される。また凹部２２に充填されず第１のドクタ３０に付着したインキ６０は、第１のドクタ３０の回転軸より下方に設置された第２のドクタ５０によって掻き取られた。そして掻き取られたインキ６０は、インキ貯蔵タンク８０に回収された。

図３（ｄ）の工程において、印刷版２０に形成された凹部２２全てにインキ６０の充填を行った。

図３（ｅ）の工程において、印刷版２０の方向（図中のＤ方向）にブランケット４０を移動・接触させ、印刷版２０と逆方向に回転させた。ブランケット４０を印刷版２０と逆方向に回転さることでブランケット４０へのインキ６０の転写が開始された。

図３（ｆ）の工程において、
被印刷体９０のＰＥＴ基材の巻取りを開始し、ブランケット４０に押付ける。ブランケット４０の受け取ったインキ６０が被印刷体９０上に印刷されることを確認した。

被印刷体９０に印刷された印刷パターンであるインキ６０には印刷欠け、印刷抜け、印刷端面の波打ち、フィラメント等の印刷版２０へのインキ充填による不具合やブランケット４０へのインキ受け渡しによる不具合で発生する形状不良の発生はなかった。

この結果、本実施例に係る円筒状のドクタ３０を用いることで、インキ６０の充填動作とインキ６０の受け渡し動作を同時に行いながら、印刷版２０への最適なインキ６０の充填速度と印刷版２０からブランケット４０への最適なインキ受け渡し速度を選択し印刷することが出来た。

本発明は、フレキソ印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷装置に利用できる。

１０ 印刷装置
２０ 印刷版
２２ 凹部
３０ 第１のドクタ
４０ ブランケット
４２ ブランケット胴
５０ 第２のドクタ
６０ インキ
７０ インキ供給機構
８０ インキ貯蔵タンク
８２ インキ循環装置
９０ 被印刷体

Claims (10)

1. 印刷版の表面に接し、前記印刷版と同じ方向に回転かつ、回転速度の可変が自在な第１のドクタと、
   前記第１のドクタの表面に接する第２のドクタと、
   前記印刷版と逆方向に回転かつ、回転速度の可変が自在であり、前記印刷版が配置される方向に移動が自在な機構を有するブランケットと、を備える印刷装置。
2. 回転速度の可変が自在であり、表面に凹部が形成された円筒状の印刷版を備える請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記第１のドクタの表面は、硬度が５０度以上９０度以下であるエラストマーで覆われている請求項１または請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記第１のドクタの形状は、円筒状である請求項１から請求項３のいずれかに記載の印刷装置。
5. 前記第２のドクタによって掻きとられた前記インキは、インキ貯蔵タンクに貯蔵される機構を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の印刷装置。
6. 前記インキ貯蔵タンクに貯蔵された前記インキは、インキ循環装置によって前記印刷版へと送液される機構を有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の印刷装置。
7. 前記印刷版の回転速度は、可変することが自在である請求項１から請求項６のいずれかに記載の印刷装置。
8. 前記印刷版に前記インキを供給する方法は、スリットノズルを用いる請求項１から請求項７のいずれかに記載の印刷装置。
9. 前記印刷版と前記ドクタの回転する方向は、同方向である請求項１から請求項８のいずれかに記載の印刷装置。
10. 前記印刷版と前記ブランケットの回転する方向は、相反する方向である請求項１から請求項９のいずれかに記載の印刷装置。