(57)【要約】【課題】  簡単な構成で版胴やオフセットロールの温度変化による精度低下を補償できるようにし、ガラスやセラミックなどを用いた回路基板、液晶表示素子、画像表示装置などへの印刷を、高精度でおこなえるようにしたグラビアオフセット印刷機を提供することが課題である。【解決手段】  グラビアオフセット印刷機における版胴または／及びオフセットロールを構成するシリンダを、被印刷物における熱膨張率に近い熱膨張率を有する材料で構成し、さらに、オフセットロールを構成するシリンダ内に、該シリンダの表面近傍温度を制御する水冷構造を設け、版胴やオフセットロールの熱膨張や収縮を相殺できるようにすると共に、オフセットロール表面温度を被印刷物と同じにして熱膨張や収縮による精度の低下を防止するようにした。【選択図】      図１
2006069026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の金属製シリンダに施したメッキ上に印刷絵柄を刻設した版胴と、円筒状の金属製シリンダにブランケットを巻装し、前記版胴に接して版胴上に付着したインキを転写して平板状の被印刷物に印刷するオフセットロールとからなるグラビアオフセット印刷機において、
前記版胴または／及びオフセットロールを構成するシリンダを、被印刷物における熱膨張率に近い熱膨張率を有する材料で構成したことを特徴とするグラビアオフセット印刷機。
【請求項２】
前記シリンダを構成する材料をインバー、またはスーパーインバー、もしくは４２アロイとしたことを特徴とする請求項１に記載したグラビアオフセット印刷機。
【請求項３】
円筒状の金属製シリンダに施したメッキ上に印刷絵柄を刻設した版胴と、円筒状の金属製シリンダにブランケットを巻装し、前記版胴に接して版胴上に付着したインキを転写して平板状の被印刷物に印刷するオフセットロールとからなるグラビアオフセット印刷機において、
前記オフセットロールを構成するシリンダ内に、該シリンダの表面近傍温度を制御する水冷構造を設けたことを特徴とするグラビアオフセット印刷機。
【請求項４】
前記水冷構造は、前記オフセットロールを構成するシリンダの軸に平行に複数設けられた通水孔と、内部にＵ字型通水孔を有し、前記シリンダに設けられた複数の通水孔の端部を前記Ｕ字型通水孔で結んで直列となるよう取り付けたヘッダと、前記直列に結ばれた通水孔の始点と終点を前記シリンダの中心軸両端部に設けたフレキシブルジョイントへつなげる導水管とからなり、該一端のフレキシブルジョイントから注水して他端のフレキシブルジョイントから排水できるよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載したグラビアオフセット印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビアオフセット印刷機に係り、特に、ガラスやセラミックなどを用いた回路基板、液晶表示素子、画像表示装置の印刷を高精度でおこなえるようにしたグラビアオフセット印刷機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスやセラミックなどを用いた回路基板、液晶表示素子、画像表示装置等の電子部品の製造には、スクリーン印刷に代表される印刷方法、或いはフォトレジストを用いた写真法が用いられていた。このうち、印刷による方法はコスト的には優れているが、精度的には通常のスクリーン印刷では２０〜１００μｍ程度が限界で、写真法に比べて高精細のパターンを得ることができなかった。そのため高い精度が要求される印刷に、グラビア印刷を用いることが提案された。
【０００３】
すなわちグラビア印刷用の版は近年の技術進歩により、金属性のシリンダ上にメッキ層を形成した後フォトレジストを塗布し、レーザ光を用いて印刷パターンを描画することで、１μｍ程度の精度でパターンを描画することが可能となっている。ただ、その後の工程でおこなうエッチングにおけるサイドエッチにより、線幅が２〜１０μｍと太くはなるが、前記したスクリーン印刷に比べると格段に高い精度での印刷が可能となる。
【０００４】
そしてグラビア印刷でガラスやセラミックに印刷する場合、版胴が金属であるため直接印刷することは難しいから一般的には、円筒形シリンダ上にブランケットを巻装したオフセットロールを用い、版胴上の絵柄に付着したインキをオフセットロールに転写した後、被印刷物に転写するオフセット法が用いられる。
【０００５】
そして、こういった回路基板、液晶表示素子、画像表示装置等の高精細な印刷は、クリーンルームなどのクリーンであると共に温度、湿度が一定に保たれた環境でおこなわれることが多く、印刷機械もなるべく小さなものが要求されると共に、歯車などの使用によるオイルミストなどが出ないこと、メンテナンスが容易なことなどが要求される。
【０００６】
しかしながらこのように高精細の印刷を行う場合、周囲の温度が印刷機における版胴やオフセットロール、被印刷物などに影響を与え、せっかく高精細に版胴上に印刷パターンを形成しても像ズレや歪みが生じ、さらに印刷位置精度も悪化して、高精度な印刷ができずに品質が低下したり、歩留まりが悪化するということが生じる。
【０００７】
これは、版胴上に印刷パターンを形成する時の温度と実際の印刷を行うクリーンルームの温度が異なると、版胴を構成するシリンダが膨張または収縮し、また、オフセットロールについても、印刷のための回転や版胴、被印刷物などとの摩擦で、微々たるものではあるが熱を持ち、膨張して精度に影響を与えるためである。すなわち、印刷に際して版胴が膨張すれば、当然製版したときと印刷パターンの大きさが異なってしまう。通常の印刷では、人が目視するだけであるから５０〜１００μｍ程度のズレがあってもそれほど問題は生じないが、液晶フィルタでは、版胴やオフセットロールが膨張すれば印刷物の長さが長くなってしまい、ピッチが合わないという現象が生じる。
【０００８】
このような印刷機における熱に対処する先行技術としては、例えば特許文献１には、水無し平版印刷機に関するものではあるが、水無し平版では、インキ粘度が高いためにインキローラでインキを練ると温度が上昇するから、水冷ローラをインキローラに接するようにして版面の冷却制御をおこなうようにした印刷機が示されている。
【０００９】
また特許文献２には、ギャップレスオフ輪における圧胴に当接したブランケットは、当接圧力によって圧胴との接触領域で押しつぶされて接触領域の前後に張り出すため、複数の印刷装置を設けてカラー印刷を行う場合、２色目以後の印刷装置におけるブランケット胴のブランケット張り出しでウェブが一瞬の抵抗を受け、弛みを生じさせて色ズレを生じてしまうため、ブランケット胴内部に熱負荷を与える装置を設け、ブランケット胴を熱によって膨張または収縮させてこれを防ぐようにすることが示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１９１１５２号公報
【特許文献２】特開平８−１３２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら特許文献１に示された技術は、インキ温度上昇に伴う印刷障害防止のための技術であり、また特許文献２に示された技術も、ブランケット胴をわざと膨張させてブランケットの張り出しを防ぐためのもので、版胴やオフセットロールの微小な温度変化による膨張や収縮により生じる精度低下に対応できるものではない。
【００１２】
そのため本発明においては、簡単な構成で版胴やオフセットロールの温度変化による精度低下を補償できるようにしたグラビアオフセット印刷機を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明になるグラビアオフセット印刷機は、
円筒状の金属製シリンダに施したメッキ上に印刷絵柄を刻設した版胴と、円筒状の金属製シリンダにブランケットを巻装し、前記版胴に接して版胴上に付着したインキを転写して平板状の被印刷物に印刷するオフセットロールとからなるグラビアオフセット印刷機において、
前記版胴または／及びオフセットロールを構成するシリンダを、被印刷物における熱膨張率に近い熱膨張率を有する材料で構成したことを特徴とする。
【００１４】
このように版胴または／及びオフセットロールを構成するシリンダを、被印刷物における熱膨張率に近い熱膨張率を有する材料で構成すれば、例え微小な温度変化により版胴またはオフセットロールを構成するシリンダが膨張したり収縮しても、その変化率が被印刷物の膨張や収縮の変化率と略同じであるから、互いに相殺されて印刷物への影響が僅少に押さえられる。
【００１５】
そして前記シリンダを構成する材料をインバー、またはスーパーインバー、もしくは４２アロイとすることが本発明の好適な実施例である。
【００１６】
また、上記課題を解決するため本発明になるグラビアオフセット印刷機は、
円筒状の金属製シリンダに施したメッキ上に印刷絵柄を刻設した版胴と、円筒状の金属製シリンダにブランケットを巻装し、前記版胴に接して版胴上に付着したインキを転写して平板状の被印刷物に印刷するオフセットロールとからなるグラビアオフセット印刷機において、
前記オフセットロールを構成するシリンダ内に、該シリンダの表面近傍温度を制御する水冷構造を設けたことを特徴とする。
【００１７】
このようにオフセットロールを構成するシリンダ内に、表面近傍温度を制御する水冷構造を設けることにより、例え版胴上に印刷パターンを形成した時の温度と実際の印刷を行うクリーンルームの温度が異なったり、オフセットロールが印刷のための回転や版胴、被印刷物などとの摩擦で、微々たるものとはいえ熱を持ち、膨張するようなことがあっても、水冷構造によってその温度上昇が抑えられ、像ズレや歪み、さらに印刷位置精度の悪化などを防止して、高精度な印刷が可能なグラビアオフセット印刷機を提供することができる。
【００１８】
そして前記水冷構造は、前記オフセットロールを構成するシリンダの軸に平行に複数設けられた通水孔と、内部にＵ字型通水孔を有し、前記シリンダに設けられた複数の通水孔の端部を前記Ｕ字型通水孔で結んで直列となるよう取り付けたヘッダと、前記直列に結ばれた通水孔の始点と終点を前記シリンダの中心軸両端部に設けたフレキシブルジョイントへつなげる導水管とからなり、該一端のフレキシブルジョイントから注水して他端のフレキシブルジョイントから排水できるよう構成することが本発明の好適な実施例である。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、簡単な構成で版胴やオフセットロールの温度変化による精度低下を補償でき、常に高精度な印刷をおこなえるグラビアオフセット印刷機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１は、本発明になるグラビアオフセット印刷機を構成するオフセットロールに設けた水冷構造を示した概略断面図（Ａ）と、オフセットロール端面に設けられた水冷構造を直列に結ぶためのヘッダ取り付け部（Ｂ）を示した図、図２は本発明になるグラビアオフセット印刷機におけるオフセットロール端面のヘッダを取り付けた部分の概略斜視図、図３はオフセットロールに設けた水冷構造の結合状態を説明するための図、図４は本発明になるグラビアオフセット印刷機の構成概略図である。
【００２２】
最初に図４を用い、本発明を適用するグラビアオフセット印刷機の概略を説明すると、１は金属性のシリンダ２上に形成したメッキ層に前記したようにレーザ光で画像パターンを描画し、エッチングして形成した画像部３を有するグラビア印刷用版胴であり、４の円筒状のシリンダにゴムブランケットなどを巻き付けたオフセットロール（ブランケット胴）が接触させられている。そしてこの版胴１には、ピックアップロール５によってインキ槽６内のインキ７が塗布され、非画像部に付着した余分なインキはドクターブレード８によって掻き落とされて、画像部３に付着したインキのみがオフセットロール４に転写される。
【００２３】
一方、リニアガイド９に設けられ、モータ１０によって駆動されるリニア駆動手段１１で図上左右に移動可能に構成された定盤１２上には、ガラスやセラミックなどを用いた回路基板、液晶表示素子、画像表示装置等の被印刷物１３が載置され、この被印刷物１３を載せた定盤１２は、版胴１の画像部３からオフセットロール４に転写されたインキ１４が、オフセットロール４の回転によってこの被印刷物１３の所定の位置に印刷されるタイミングで送られてくる。
【００２４】
そのため、この画像部３に対応するインキ１４は被印刷物１３に転写されて印刷が行われ、その後オフセットロール４は、洗浄用インキ供給ロール１５によって洗浄用インキ槽１６から汲み上げられた洗浄用インキ１７で洗浄され、洗浄の済んだ洗浄用インキ１７はドクターブレード１８でインキ溜め１９に掻き落とされて次の印刷に備えられる。一方被印刷物１３への印刷が済んだ定盤１２は、図上オフセットロール４を上に、もしくは定盤１２を下に移動して退避させ、定盤１２上に載置した被印刷物１３とオフセットロール４とが接触しないようにした後、最初の位置に戻る。
【００２５】
そしてこのように構成されたグラビアオフセット印刷機において、本発明においては、まずオフセットロール４、またはオフセットロール４と版胴１の両者を構成する円筒状の金属製シリンダを、被印刷物における熱膨張率に近い熱膨張率を有する材料で構成するようにしたものである。
【００２６】
すなわち、前記した図４における被印刷物１３は、回路基板、液晶表示素子、画像表示装置などを印刷するガラスやセラミックなどであるが、これらの熱膨張率は、例えばソーダガラスが８．５×１０−６（／Ｋ）、ホウケイ酸ガラスが５．２×１０−６（／Ｋ）、パイレックス（登録商標）ガラスが３．２×１０−６（／Ｋ）であり、そのため、これらの熱膨張率に近い物質、例えば通称インバー、またはスーパーインバー、もしくは４２アロイとよばれている熱膨張率が０．５〜２×１０−６（／Ｋ）または０〜１．５×１０−６（／Ｋ）、もしくは１０．８×１０−６（／Ｋ）の合金を用い、さらに封着材として、同じく熱膨張率が５．０×１０−６（／Ｋ）の通称コバールや、通称ＮＩ−ＳＰＡＮ−Ｃと呼ばれている熱膨張率が６．８×１０−６（／Ｋ）を用いると、例え微小な温度変化により版胴１またはオフセットロール４を構成するシリンダが膨張したり収縮しても、その変化率が被印刷物１３の膨張や収縮の変化率に近いから、膨張や収縮が互いに相殺されて印刷物への影響が僅少に押さえられる。
【００２７】
また本発明においては、オフセットロール４を構成するシリンダ内に、シリンダの表面近傍温度を制御する水冷構造を設け、例え版胴１上に印刷パターン３を形成した時の温度と実際の印刷を行うクリーンルームの温度が異なったり、オフセットロール４が印刷のための回転や版胴、被印刷物などとの摩擦で、微々たるものとはいえ熱を持ち、膨張するようなことがあっても、水冷構造によってその温度上昇を抑え、像ズレや歪み、さらに印刷位置精度の悪化などを防止して、高精度な印刷が可能となるようにした。
【００２８】
こういった水冷構造としては、一般的にはパイプを巻きつける、内筒を嵌める、外筒を被せるなどの方法を用いて液体を通せるようにすることがおこなわれているが、本件のように版胴やオフセットロールを水冷する場合、これらの方法では剛性が問題になる。すなわち、パイプを巻く方法ではその外側の構造が複雑となると共に剛性が稼げず、内筒を嵌める方法では外筒で剛性を稼ぐこととなるが、肉厚が必要となって熱伝導の点で不利であり、最後の外筒を被せるという方法は、外筒の外周精度が確保しにくくなるなどである。そのため本願においては、一体シリンダの外殻の肉を厚くし、外周にできるだけ近くなるように長い横穴を多数加工し通水するようにしたものである。
【００２９】
これを図１乃至３により説明すると、図１（Ａ）はオフセットロール４のほぼ中央部分の断面図、図１（Ｂ）はオフセットロール４の端面であり、図２はオフセットロール４の端面へＵ字型の通水孔を有するヘッダ２７を取り付けた部分の概略斜視図、図３はオフセットロール４に設けた水冷構造の結合状態を説明するための図である。図中２０、２１は、シリコーンゴムなどが膜状に形成されたブランケット３０における両端に貼られた金具を、シリンダ２９の一部に設けられたくわえとくわえ尻の２本のテンションバーにおけるスリットに挿入し、両者共にウォームギアやラチェット機構を使って締め込む方式などを用いたブランケット３０のクランプ機構である。
【００３０】
本発明になるオフセットロール４の水冷構造は、図１（Ａ）に示したようにシリンダ２９の表面近傍に、軸２２に平行に通水孔２３を複数設け、その通水孔２３の端部に、図１（Ｂ）、図３に示したように内部にＵ字型の通水孔２８を有し、シリンダ２９に設けられた複数の通水孔２３を結んで直列となるよう取り付けたヘッダ２７と、直列に結ばれた通水孔２３における始点２３Ｓと終点２３Ｅを前記シリンダ軸２２の両端部に設けたフレキシブルジョイント２６へつなげる導水管２４、２５とで構成し、シリンダ軸２２の一端に設けられたフレキシブルジョイント２６から冷却用液体を注水し、その液体を導水管２４、２５の一方を通して通水孔２３に送って他端のフレキシブルジョイント２６から排水できるようにしたものである。
【００３１】
このようにオフセットロール４を構成するシリンダ２９内に、シリンダ２９内の表面近傍温度を制御する水冷構造を設けることにより、例え版胴１上に印刷パターンを形成した時の温度と実際の印刷を行うクリーンルームの温度が異なったり、オフセットロール４が印刷のための回転や版胴１、被印刷物１３などとの摩擦で、微々たるものとはいえ熱を持ち、膨張するようなことがあっても、水冷構造によってその温度上昇が抑えられ、像ズレや歪み、さらに印刷位置精度の悪化などを防止して、高精度な印刷が可能なグラビアオフセット印刷機を提供することができる。
【００３２】
そのためこの水冷構造に、例えばクリーンルームで一定温度となったガラス板などの被印刷物１３の温度に略等しい液体を流し、オフセットロール４の表面が被印刷物１３の温度と同じになるようにすることで、レーザ光を用いて版胴１上に高精細に印刷パターン（画像部３）を形成すれば、周囲の温度変化に左右されずに高精細の印刷パターンそのものの画像を被印刷物１３に印刷することが可能となり、従って高精度な印刷が可能となる。
【００３３】
また、同様な水冷構造を版胴１に施すと、例えば版胴１を２３℃の環境で作成し、ユーザのクリーンルームが２１℃に設定されていたような場合、この水冷構造に、クリーンルーム温度より高い温度（例えば２３℃）の液体を流し、それによって温度低下による版胴１の収縮を修正するようにしても良い。
【００３４】
以上種々述べてきたように本発明によれば、版胴または／及びオフセットロールを構成するシリンダを、インバー、またはスーパーインバー、もしくは４２アロイなどの被印刷物における熱膨張率に近い熱膨張率を有する材料で構成することにより、例え微小な温度変化により版胴またはオフセットロールを構成するシリンダが膨張したり収縮しても、その変化率が被印刷物の膨張や収縮の変化率と略同じであるから、互いに相殺されて印刷物への影響が僅少に押さえられる。
【００３５】
また、オフセットロールを構成するシリンダ内に、表面近傍温度を制御する水冷構造を設けることにより、例え版胴上に印刷パターンを形成した時の温度と実際の印刷を行うクリーンルームの温度が異なったり、オフセットロールが印刷のための回転や版胴、被印刷物などとの摩擦で、微々たるものとはいえ熱を持ち、膨張するようなことがあっても、水冷構造によってその温度上昇が抑えられ、像ズレや歪み、さらに印刷位置精度の悪化などを防止して、高精度な印刷が可能なグラビアオフセット印刷機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、高精細に版胴上に形成した印刷パターンの精度を損なうことなくガラスなどの平板状被印刷物に印刷を行うことができ、高精細印刷を簡単に、安価におこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明になるグラビアオフセット印刷機を構成するオフセットロールに設けた水冷構造を示した概略断面図（Ａ）と、オフセットロール端面に設けられた水冷構造を直列に結ぶための構造（Ｂ）を示した図である。
【図２】本発明になるグラビアオフセット印刷機におけるオフセットロール端面の概略斜視図である。
【図３】オフセットロールに設けた水冷構造の結合状態を説明するための図である。
【図４】本発明になるグラビアオフセット印刷機の構成概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
４  オフセットロール
２０、２１  クランプ機構
２２  オフセットロールの軸
２３  通水孔
２３Ｓ  通水孔２３における始点
２３Ｅ  通水孔２３における終点
２４、２５  導水管
２６  フレキシブルジョイント
２７  ヘッダ
２８  Ｕ字型通水孔
２９  シリンダ
３０  ブランケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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