(57)【要約】      （修正有）【課題】フレキソ印刷を用いて、高精細性と膜厚制御性、特に厚膜性とマージナル抑制をかね揃えた印刷技術を提供する。【解決手段】樹脂系材料或いはゴム系材料で構成された凸版凸部１２の、該凸部上面に窪み１３を有する凸版を用いる凸版印刷方法であって、該凸版凸部上の窪みにインク１４を充填するインク充填工程と、該凸版凸部上面の窪み以外の部分のインク１５を除去する余剰インク除去工程と、該凸版凸部を被印刷物に押付けてインクを転写するインク転写工程と、上記記載の順に行なう凸版印刷方法。【選択図】図３
2010131840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂系材料或いはゴム系材料で構成された凸版凸部の、該凸部上面に窪みを有する凸版を用いる凸版印刷方法であって、該凸版凸部上の窪みにインクを充填するインク充填工程と、該凸版凸部上面の窪み以外の部分のインクを除去する余剰インク除去工程と、該凸版凸部を被印刷物に押付けてインクを転写するインク転写工程と、を上記記載の順に行なうことを特徴とする凸版印刷方法。
【請求項２】
該インク充填工程が、窪みを有する凸版凸部上にインクを供給した後、該凸部の面に沿ってブレードを押付けてスライドさせることで行なうことを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷方法。
【請求項３】
該余剰インク除去工程が、該凸部の面に沿ってブレードを押付けてスライドさせることで行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の凸版印刷方法。
【請求項４】
該ブレードが弾性体であることを特徴とする請求項２又は３に記載の凸版印刷方法。
【請求項５】
該弾性体の硬度が、JIS K ６２５３デュロメータ  タイプA５°〜タイプD９０°であることを特徴とする請求項４に記載の凸版印刷方法。
【請求項６】
該弾性体がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項４に記載の凸版印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキソ印刷に関する技術であって、特に厚塗り印刷技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低コストかつ高精細な印刷技術の急速な発展に伴い、印刷技術のＬＣＤやＥＬ、電子ペーパーなどのディスプレイや太陽電池、燃料電池、さらには有機ＴＦＴなど、各種の電子デバイスの製造プロセスへの適応性が評価されつつある。
更に印刷は、フォトリソグラフィーに対して、使用する材料が少なく生産速度が高いため低コストであること、排出する廃棄物が少なく環境にやさしいこと、などの点からエレクトロニクス分野に限らず、バイオテクノロジー分野などへの貢献も期待されている。
印刷手法としてはインクジェットに代表される無版印刷、またスクリーン（孔版）、グラビア（凹版）、フレキソ（凸版）、オフセット（平版）などの有版印刷があり、それぞれの特徴を生かした領域で開発が進められている。（非特許文献１）（非特許文献２）しかしながらこれまでの印刷方法には以下に示すような問題の解決が十分なされていないのが現状である。
【０００３】
インクジェットでは高精細な印刷が可能である。超微細液滴を吐出する「超微細インクジェット技術」により、L/S＜5/5μ以下の高精細印刷パターンが得られている。しかしながら、印刷パターンの厚膜化、印刷エリアの大面積化、印刷速度のアップなどの点で開発が急がれている。
一方、スクリーン印刷では実装領域において低密度の配線、端子部の半田印刷、またオーバーコート樹脂のパターン印刷など実用化されている。スクリーン印刷は比較的厚膜の印刷が可能である反面、インクの版裏周りによる非画像部の汚れ、使用回数による版の伸縮、目詰まりなどによる高精細印刷への阻害因子などまだ課題が多い。
【０００４】
グラビア印刷は印刷パターンに対応したインク溜りをグラビアロールにあらかじめ作成し、このインク溜りにインクを充填した後、スキージングにより余分なインクを掻き取った後、被印刷体に圧着することでインクを転移する方法である。比較的高精細なパターンの印刷が可能で印刷膜厚もインク溜りの容量で制御することが出来るが、版非画像部のインクを完全に掻き取ることが難しく、特にエレクトロニクス用途では印刷物非画像部の汚れが問題になる。
フレキソ印刷はアニロックスロール（インク供給ロール）からインク材料を凸版の凸部上面に転写し、次に凸版を被印刷体に圧着することによりインクを被印刷体に印刷する方法であり、印刷物の膜厚はアニロックスロールの線数で制御することが出来るが、線数の低いアニロックスロールを使用して大量のインクを転移した場合、印刷時の凸版と被印刷体の押付け（印圧）によりインクが凸部上面からはみ出し、印刷物のエッジ部が広がり厚くなる（線太りやマージナルと呼ぶ）ため高精細な厚膜印刷を行うことが難しい。
【非特許文献１】2008年度  P&Iシンポジウム                    「プリンタブル  エレクトロニクス」（社）日本印刷学会
【非特許文献２】2009プリンタブルエレクトロニクス                      （株）電子ジャーナル
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明では、数ある印刷方法の中で、フレキソ印刷に着目し、フレキソ印刷を用いて、高精細性と膜厚制御性、特に厚膜性とマージナル抑制をかね揃えた印刷技術を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、窪みを有する凸版凸部上の窪み部分にだけインクを充填して転写(印刷)することで、高精細性を保ちながら、厚膜印刷を可能にせしめる事を見出し、本発明を完成した。即ち、本発明は、
（１）樹脂系材料或いはゴム系材料で構成された凸版凸部の、該凸部上面に窪みを有する凸版を用いる凸版印刷方法であって、
該凸版凸部上の窪みにインクを充填するインク充填工程と、
該凸版凸部上面の窪み以外の部分のインクを除去する余剰インク除去工程と、該凸版凸部を被印刷物に押付けてインクを転写するインク転写工程と、を上記記載の順に行なうことを特徴とする凸版印刷方法。
（２）該インク充填工程が、窪みを有する凸版凸部上にインクを供給した後、該凸部の面に沿ってブレードを押付けてスライドさせることで行なうことを特徴とする（１）に記載の凸版印刷方法。
（３）該余剰インク除去工程が、該凸部の面に沿ってブレードを押付けてスライドさせることで行なうことを特徴とする（１）又は（２）に記載の凸版印刷方法。
（４）該ブレードが弾性体であることを特徴とする（２）又は（３）に記載の凸版印刷方法。
（５）該弾性体の硬度が、JIS K ６２５３デュロメータ  タイプA５°〜タイプD９０°であることを特徴とする（４）に記載の凸版印刷方法。
（６）該弾性体がシリコーンゴムであることを特徴とする（４）に記載の凸版印刷方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のフレキソ印刷方法によれば、凸部表面にインクを溜めるための微細な窪みにインクを充填し、凸部上面の余剰インクを除去することにより、凸版印刷の欠点であった版のレリーフパターンより印刷パターンが大きくなる線太り現象やエッジ部の盛り上がりを低く抑えることができ、窪みによりインク量を制御できる為、特に配線分野で問題となる配線エッジ部でのギザギザ、インク膜厚の不均一性を解決できるものである。
特に、本発明は、印刷厚みの厚い高精密印刷の場合に、より効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明の印刷方法に係るフレキソ印刷とは、一般的には、用いる版が弾性を有する材料で構成され一例ではあるが図１に示すような印刷方式のものを言う。
凸版の凸部(3)にアニロックスロール(4)によりインク(5)が供給され、次いでインクが供給された凸版は被印刷物(2)に押付けられ、凸版に形成されたパターンが被印刷物に形成される方法である。
本発明の印刷方法は、上記した一般的なフレキソ印刷とは異なり、印刷パターンを形成する凸版の凸部(レリーフ)上面に形成された窪みのみにインクを充填し、窪み以外の凸部(レリーフ)上面にはインクを乗せないという点に特徴を有する。
【０００９】
本発明では、上記の特徴を達成するための一例を図２を用いて説明する。
図２は、窪みを有する凸部によってパターンが形成されたロール状の凸版(3)の版上に、アニロックスロール(4)を用いてインク(5)が供給された後、ロール状の凸版の回転軸と平行であって、凸版凸部表面に沿って配置されたブレード(9)によって凸部上の窪みにインクが充填され(インク充填工程)、引き続き、ブレード(9)と同様にロール状の凸版の回転軸と平行であって、凸版凸部表面に沿って配置されたブレード(10)によって、凸部上の窪み以外に存在する余剰インクを除去(余剰インク除去工程)した後、被印刷体(2)に押付けられてインクを転写して印刷するものである。
【００１０】
尚、本発明ではインクを供給するアニロックスロールが平板で、凸版がロール状であっても構わないし、逆に図３のように、凸版が定盤上に固定されており、アニロックスロールでインクを供給した後、版面上をブレード(9)でスキージングしてインクを凸版凸部上の窪みに充填し、引き続き、図４のブレード(10)でスキージングして余剰インクを除去しても構わない。
即ち、版の凸部上面に形成された窪みにインクを充填し、一方凸部上面にはインクを乗せないという条件が満たされれば、先に挙げた例に限られるものではない。
尚、本発明に用いる凸版の凸部上の窪みと窪み以外の凸部部分との関係は以下の通りである。
【００１１】
窪みは凸版の凸部の上面に、凸部上面から版の支持体方向に所定の深さで開口し、一つのパターンに1個以上複数個を配置することができ、複数個配置する時は互いに近接して配置される。この窪み個々の外側部分が窪み以外の凸部部分であり、通常の凸版印刷法の凸部分のインクを乗せる部分に相当する。
本発明は、上記のような凸部形状を有することにより、パターンの輪郭を形成する凸版凸部の窪み以外の部分にインクがない状態であっても、高精度でパターンを形成することができ、逆に、凸版凸部にインクがないことで、線太りを抑制することができるのである。
【００１２】
次にインクの供給と窪みへの充填方法、凸部上面のインクの除去方法について更に詳細に説明する。
初めにインクの供給と窪みへの供給について説明する。
インクの供給は、窪みに完全に充填するのに必要な量より多く供給する。方法としては、通常の印刷同様アニロックスロールを使用する方法、版をインクへ浸漬する方法、版表面へインクを滴下する方法、インクを版面にスプレーする方法など窪みを完全充填するために必要な量が供給可能であれば例に挙げた方法以外でも良い。
次いで窪みの中にインクを充填する方法について説明する。図３に示すようにインクの供給段階では窪みの中に完全充填されている部分もあるが、完全に充填されていない部分もあり、印刷において欠陥やインク量の不足が発生する。  
【００１３】
これを防ぐ為、充填が必要となる。具体的には弾性のあるブレードを用い、凸版の凸部表面に沿って押し当てながら移動させることで凸版の凸部上面の窪みにインクを充填する。
この段階では、版の凸部上に多量の余剰インクが乗っている場合があるため、印刷を行うと線太りの発生やインク量のばらつきの原因となる。特にインク量を多くしたい場合は、線太りによるパターン精度の低下、隣のパターンとの繋りが起こり精度を要求される印刷に用いることは難しい。そのため版上部のインク除去が必要となる。具体的には図４に示すように弾性のあるブレードのエッジを凸版表面に沿って押し当てながら移動させることで凸部上面のインクを除去することが可能となる。更に、この方法を用いることで、版に形成されている凸部と凸部の間に溜まったインクも除去され、版のパターンに忠実なパターンの印刷が可能となる。
【００１４】
ブレードは弾性を有することが好ましい。版の凸部を傷つけないという観点からはゴムや樹脂製がより好ましく、具体的には、合成ゴム（ニトリルゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、EPDM、ウレタンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、クロルスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、エチレンアクリルゴム、エチレン・酢ビ・アクリル酸エステル共重合体、塩素化ポリエチレン）、天然ゴム、シリコーンゴム、フッ素系ゴム等が、樹脂系材料であれば、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、フッ素系樹脂等、可塑剤成分を含むものでもインクに溶け出し問題を起さなければ使用可能である。ここに挙げた例は一例であり、材料単独もしくは異なる材料を組合せた時の硬度は、窪みへのインクの充填や版上面のインク除去状態により選定する。
【００１５】
硬度が低すぎると移動時に浮いてしまいインクの充填と除去能力が不足し、高すぎると版に傷を与える恐れがある。そのため、ブレードの硬度はJIS K ６２５３ デュロメータ  タイプA  ５°〜タイプD９０°であればこれ以外の材質のものでも使用可能であるが、好ましくはタイプA  ２０°〜タイプD７０°、より好ましくはタイプA  ３０°〜８０°が好ましい。金属、セラミック、樹脂などの芯材をこれらの材料で被覆しても良い。
ブレードによるインクの充填と除去は、印刷機上で各々１回から複数回繰返す方法、または各々複数個のブレードを印刷機上に設置する方法、複数回繰返す方法と複数個のブレードを組合せる方法でも良い。複数個のブレードを組合せる方法に関しては、硬度、材質の異なるものを組合せても良い。なお印刷機には、ブレードの押付け量を調整可能とするための調整機構を設けても構わない。
【００１６】
なお本発明に於いては、凸版の凸部へのインクの充填と凸部上のインク除去にロールを使用しても良い。この場合、版の凸部表面とこのロール表面間でスリップが生じるよう、ロールの回転方向と回転速度を版とは独立して設定できるような機構を設けると良い。凸版の凸部上のインクを除去する場合は、ロールに付着したインクが、ロールの回転により版に再付着しないようロール表面のインクを掻き取るためのブレードを装着しても良い。またロール表面を前記ブレードの説明に記した弾性のある材料で被覆しても良い。
次に印刷方法に関して説明する。凸部上面にインクを充填し、凸部上面のインクを除去した後は通常の印刷と同じであり、版の凸部を被印刷物へ押付けることにより窪みに入ったインクが被印刷物へ転移し、隣接する窪みから転移したインク同士が融合しパターンが形成される。
【００１７】
インク量は、窪みの容積により決まる。インクに関しては金属粒子やITO、導電性高分子等を含む導電性インク、その他機能性材料を分散もしくは溶解したインク、UVインク、グラビア、フレキソ用の一般的なインクも使用可能である。
この印刷法を採用することで、印刷時に被印刷物へ版の凸部が押されても窪みに入ったインクが流れ出さず、また、版凸部上面にインクが無いため線太りが少なく、凸版印刷の特徴である非画像部の汚れが発生しない印刷が可能となる。本発明の印刷方法は、特に、インク量が多く線太りやエッジの盛上がりの大きくなる領域で、より効果が発揮される。
【実施例】
【００１８】
[実施例１]
厚さ３mmのクロムマスク上に、ポジ型感光性樹脂をスピンコーターにより塗布、風乾後、110℃５分  乾燥処理を行った。ポジ型感光性樹脂は東京応化社製PMER(P-HA１３００PM)を用いた。次にオーク社製平行光露光装置を用いてフォトマスク側から露光、現像を行い図５のクロムマスク上に、高さ１６．５μmの突起を形成し樹脂モールドとした。このマスク上に旭化成ケミカルズ社製ネガ型液状感光性樹脂APR−G31を１００μmの厚みになるように製版機(SRB装置)を用いて塗布した後、上記表面にサンドブラスト処理を施した東洋アルミ製、厚み200μmアルミ箔を裏打ちした。なお、アルミ箔表面の拡散反射率は64%であった。露光はマスク側からAPR製版システム910Fで1J/cm2で行った。樹脂モールドから硬化した樹脂を剥離し、界面活性剤の入った0.1wt%炭酸ナトリウム溶液で洗浄し、後露光を行い図７に示す凸部表面に所定の口型の窪みを開口したＬ／Ｓパターン印刷版を得た。
【００１９】
窪みの大きさは４９．５μm×４９．５μm深さ１６．５μm、窪みと窪みの間は１２．３μm、凸部の幅は１９７．７μm、凸部上面から支持体までは１００μmであった。
この版を用いて印刷を行った。インクはハリマ化成製銀ナノインクのNPS-J（Lot.C）、被印刷物はUVオゾン方式で表面洗浄を行った硼珪酸ガラス板を使用した。
印刷機は図２の方式のものを使用した。この版を図２の印刷機の７版胴に取り付け、インクをアニロックスロール（５０LPI）で凸版上に供給し、次いでブレード硬度JIS K ６２５３デュロメータ  タイプA  ５５°  厚み３mmのシリコーンゴム製ブレード（図２の(９)）の側面を凸版上に押付け移動させることにより窪みにインクを充填し、次いで凸版上に過剰に残っているインクを、硬度JIS K ６２５３デュロメータ  タイプA  ５５°
【００２０】
厚み３mmのシリコーンゴム製ブレード（図２の(１０)）のエッジを凸版上面に押付け移動させることにより除去した。その時の凸版凸部の表面から観測した写真を図８に示す。この版の凸部を被印刷物に押付け印刷を行った。印刷後220℃の乾燥炉で1時間焼成を行った。
印刷されたパターンの測定は、光干渉方式の株式会社菱化システム製のVertScanを使用した。本実施例で印刷されたパターンの測定結果を表１に示す。
【００２１】
[比較例１] 
実施例１と同じ版を図１の印刷機の版胴に取り付け、一般的なフレキソ印刷の手法であるアニロックスロールよりインクを供給して、次いでこの版の凸部を被印刷物に押付け印刷を行った。このときのアニロックスロールは、実施例１の印刷パターンと同じ長さ（ライン長351μm）で比較したときの焼成後のインク体積がほぼ同等となるよう３００LPIのものを用いた。
次いでこの版の凸部を被印刷物に押付け印刷を行い、印刷後220℃の乾燥炉で1時間焼成を行った。印刷されたパターンの測定は、実施例１と同様の方法を用いた。本比較例で印刷されたパターンの測定結果を表１に示す。
【００２２】
[比較例２] 
マスクのみ図６のものに変更した以外は実施例１と同じ方法にて、凸部上面が平坦な凸版を作製した。次いで図１の方式で印刷を行った。このときのアニロックスロールは、実施例１の印刷パターンと同じ長さ（ライン長351μm）で比較したときの焼成後のインク体積がほぼ同等となるよう３００LPIのものを用いた。
次いでこの版の凸部を被印刷物に押付け印刷を行い、印刷後220℃の乾燥炉で1時間焼成を行った。印刷されたパターンの測定は、実施例１と同様の方法を用いた。本比較例で印刷されたパターンの測定結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2010131840.tif 000003
【００２４】
実施例１と比較例１（アニロックスロールでインクを供給のみ）を比較すると、本発明の窪みにインクを充填し、版の凸部上面のインクを除去する方式の場合は、印刷パターンのインク体積を両者間でほぼ同程度になるようにした場合、線幅増加率を格段に押えられていること、焼成後のインクの平均厚みが大きく出来ることが確認された。比較例２の版の凸部上面が平坦な一般的な版と比較しても、線幅増加率を格段に押えられていること、焼成後のインクの平均厚みが大きく出来ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、線太りが少なく、非画像部の汚れが発生しないという特徴があり、エレクトロニクス，フォトニクス，バイオエレクトロニクス等に関連する正確なパターン作成を凸版印刷法で実施する場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一般的なフレキソ印刷方式の一例
【図２】インク充填、除去に必要なブレードを取り付けた印刷方式の一例
【図３】凸版の凸部に形成された窪みにインクを充填する方法の説明図
【図４】凸版の凸部上のインクを除去する方法の説明図
【図５】版作製に使用したマスクパターンの一部を示す
【図６】比較例２の版作製に使用したマスクパターンの一部を示す
【図７】凸版の凸部に窪みを有する版を示す。
【図８】凸版の凸部に窪みにインクを充填し、凸部上のインクを除去した版を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１    定盤
２    被印刷物
３    版
４    アニロックスロール
５    インク
６    ドクターブレード
７    版胴
８    印刷時の定盤の移動方向
９    インク充填用ブレード
１０  インク除去用ブレード
１１  版の支持体
１２  版の凸部
１３  インクが完全に充填されていない窪み
１４  版上のインク（インキング後）
１５  凸部上のインク
１６  ブレードの移動方向
１７  窪みに充填されたインク
【図１】
2010131840.tif 000004
【図２】
2010131840.tif 000005
【図３】
2010131840.tif 000006
【図４】
2010131840.tif 000007
【図５】
2010131840.tif 000008
【図６】
2010131840.tif 000009
【図７】
2010131840.tif 000010
【図８】
2010131840.tif 000011