(57)【要約】【課題】ブランケットに転写するための原板を不要とし、ブランケットへの転写前の硬化工程及び装置を不要とする。【解決手段】被印刷体５にインキ画像６を転写可能に配置されたブランケット２を備えた印刷装置１において、ブランケット２の印刷面にインキ画像６を直接印刷可能に配置された噴射ヘッド３を更に備える。噴射ヘッド３によりブランケット２の印刷面にインキ画像６を直接印刷可能であるため、ブランケット２に転写するための原板が不要であり、且つブランケット２への転写前の硬化工程及び装置も不要である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体にインキ画像を転写可能に配置されたブランケットを備えた印刷装置であって、
前記ブランケットの印刷面にインキ画像を直接印刷可能に配置された噴射ヘッドを更に備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記ブランケットの印刷面が、インキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記ブランケットの印刷面が、シリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記ブランケットの印刷面への印刷に使用するインキが、導電性インキを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項５】
噴射ヘッドによりブランケットの印刷面にインキ画像を印刷する工程と、
前記ブランケットの印刷面に印刷されたインキ画像を被印刷体に転写する工程と、
を有することを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
請求項５に記載の印刷方法により表面印刷された印刷体。
【請求項７】
前記インキ画像が電気回路を構成することを特徴とする請求項６に記載の印刷体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の詳細な説明］
本願発明は、噴射ヘッド及びブランケットを利用した印刷装置、印刷方法、および印刷体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オフセット印刷では、ガラス凹版にインキを擦り切り充填するために、ドクターブレードを使ってガラス凹版表面からインキを掻き取っている。この際にドクターブレードには相応の圧力が加えられるため、ガラス凹版の表面には傷や欠けが生じやすく、また製版には大きな費用と時間を要する。そこで、オンデマンドで印刷でき印刷精度の良いインクジェット方式などの噴射ヘッドを、オフセット印刷に適用できれば便利である。
【０００３】
しかし、例えばインクジェット方式などの噴射方式で用いられるインキでは、精細度を高めるために、一般に粘度が極めて低いことが要求されるのに対し、オフセット印刷では、平版原板からブランケットへの転写、及びブランケットから最終印刷体への印刷転写を好適に行うために、インキの粘度が比較的高いことが要求される。このように噴射方式とオフセット印刷とでは、インキの粘度につき相反する要求が存在する。このため、例えばインクジェット用のインキを用いてオフセット印刷を行うと、最終印刷体でインキのにじみが生じてしまい、精細な印刷が困難である。
【０００４】
インキの粘度についてのこのような相反する要求を満足させるため、例えば特許文献１では、紫外線硬化性であるＵＶインキをインクジェットによって平面原板に印刷すると共に、これに紫外線等を照射して半乾燥状態としてから、ブランケットへの転写及び最終印刷体への印刷転写を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３０７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では平版原板が必要である。また、平版原板への印刷後であってブランケットへの転写前に、ＵＶインキを硬化させる工程及び装置が必要である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ブランケットに転写するための原板が不要であり、且つブランケットへの転写前の硬化工程及び装置が不要であるような新規な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、
被印刷体にインキ画像を転写可能に配置されたブランケットを備えた印刷装置であって、
前記ブランケットの印刷面にインキ画像を直接印刷可能に配置された噴射ヘッドを更に備えたことを特徴とする印刷装置である。
【０００９】
この態様によれば、噴射ヘッドによりブランケットの印刷面にインキ画像を直接印刷可能であるため、ブランケットに転写するための原板が不要であり、且つブランケットへの転写前の硬化工程及び装置も不要である。
【００１０】
本発明の別の一態様は、
前記ブランケットの印刷面が、インキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置である。
【００１１】
この態様によれば、ブランケットの印刷面がインキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するので、インキの噴射によって飛散した少量の粒子がブランケットの印刷面に吸収され、飛散の影響による精細度の低下を抑制することができる。
【００１２】
ブランケットの印刷面は、シリコーンゴムを含むこととするのが特に好適である。
【００１３】
本発明の別の一態様は、
前記ブランケットの印刷面への印刷に使用するインキが、導電性インキを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置である。
【００１４】
この態様によれば、インキ画像によって高精細な電気回路を好適に形成することが可能になる。
【００１５】
本発明の別の一態様は、
噴射ヘッドによりブランケットの印刷面にインキ画像を印刷する工程と、
前記ブランケットの印刷面に印刷されたインキ画像を被印刷体に転写する工程と、
を有することを特徴とする印刷方法である。この態様では第１の態様と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の別の一態様は、請求項５に記載の印刷方法により表面印刷された印刷体である。さらに、この印刷体は、インキ画像が電気回路を構成することとするのが特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の機械的構成及びブランケットへの印刷工程における動作状態を示す正面図である。
【図２】ブランケットから被印刷体への印刷工程における動作状態を示す正面図である。
【図３】実施形態による印刷方法の各工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について、以下に図面に従って説明する。図１において、本発明の実施形態に係る印刷装置１は、ブランケット２と、噴射ヘッド３とを備えている。ブランケット２は、回転可能なブランケット胴４の表面に固定されており、被印刷体５にインキ画像６を転写可能に配置されている。噴射ヘッド３は、ブランケット２の表面である印刷面にインキ画像６を直接印刷可能に配置されている。ブランケット胴４及び噴射ヘッド３は台車７に支持されており、台車７は架台８に支持されている。
【００１９】
ブランケット２は、その表面でパターン上のインキの授受を行うことにより転写印刷を行う。ブランケット２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、ブランケットとして公知の各種の材料を用いることができ、例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００２０】
これらのゴム材料は、インキ及びインキ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。溶剤が有機溶剤の場合、シリコーンゴムは溶剤吸収性があり、且つブランケットとして種類が豊富なことから好適である。シリコーンゴムとしては、印刷適性のある各種の材料を選択でき、付加反応型（加熱硬化型）のシリコーンゴム材料が、副生成物を発生せず、寸法安定性が良いため特に好適であるが、縮合反応型（常温硬化型）のシリコーンゴム材料であっても良い。なお、ゴム材料を選択する際には、ゴム材料と溶剤との接触角や両者の溶解度パラメータ（ＳＰ値）を参考にすると良い。
【００２１】
ゴム層単独でブランケット２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。また、ベース基材とシリコーンゴム層の間には、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、ブランケット胴４に固定される。
【００２２】
噴射ヘッド３は、ブランケット２の表面である印刷面に近接及び離間し、かつブランケット胴４の軸方向と平行である主走査方向に往復動することが可能であり、ノズルからのインキの噴射により、所望の画像を作成できるように構成されている。インクジェット方式で０．１ｐｌ〜数１００ｐｌ程度の直径の液滴を形成できる機構が好ましい。インクジェット方式としては、ピエゾ振動素子に電気的信号を印加し、機械的作用によって液的噴射を行うドロップオンデマンド方式や、振動によって発生させた帯電状態の小滴の飛翔を電解で制御する連続流方式、熱的作用により液滴噴射を行うサーマル方式（バブル方式）など、各種のものを採用することができる。いずれの場合にも、噴射ヘッドのノズルはφ３μｍ〜φ１００μｍの範囲のものを用いるのが好適である。
【００２３】
ライン幅が５μｍ程度の精細なパターン、ドット径がφ５μｍ程度の微小ドットパターンを形成するためには、φ３μｍ〜φ５μｍのノズル径が好適である。ライン幅が２０μｍ程度のパターン、ドット径がφ２０μｍ程度のドットパターンを形成するためには、φ１０μｍ〜φ２５μｍのノズル径が好適である。また、ある領域を全面的に被覆するだけで良い場合には、φ３０μｍ〜φ１００μｍのノズル径を選択すれば良い。なおノズル形状が円形ではなく他の形状（例えば矩形、台形等）である場合には、円形の場合と同じ面積になるものを選択できる。
【００２４】
本実施形態では、インキとして、熱硬化性かつ光焼成型の導電性インキを用いる。導電性インキは、例えばＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｗ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ等の金属微粒子、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化スズ）などの導電性金属酸化物微粒子、あるいは金属ナノワイヤを含むものが好適である。分散媒中における導電性微粒子の濃度は最大８０重量％とすることが可能であるが、用途に応じて適宜希釈して使用する。通常、導電性微粒子含有液体における導電性微粒子の含有量は２〜５０重量％、界面活性剤及び樹脂の含有量は０．３〜３０重量％、粘度は３〜３０センチポイズ、表面張力は２０〜６０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内とすることが、噴射ヘッドによる液滴形成、噴射に適切とされている。
【００２５】
金属微粒子を含む導電性インキとしては、例えば銀ナノ粒子を有機溶媒に分散させてなるインクジェット印刷用の導電性銀ナノインクを用いることができる。このような導電性インキは、例えば紀州技研工業株式会社からＮＡＮＯ  ＫＧＫ  １０４として市販されている。この製品は、粘度１２±３ｍＰａ・ｓの特性をもち、焼成温度は１５０°〜１８０°Ｃであり、膜厚１０μｍ、線幅最小２０μｍ、線幅４０μｍで高さ２．８μｍ、印刷速度５０ｍｍ／秒を実現でき、形成したパターンを光焼成した後の抵抗率は４〜５μΩ・ｃｍである。
【００２６】
作成するパターンが透明電極層である場合には、ドーピング等で導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリプロピロール、導電性ポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など）を含むインキを用いることができる。
【００２７】
上記導電性銀ナノインクでは、インキ中の溶剤はドデカン、テトラデカンである。インキ中の溶剤は任意のものを用いることができる。例えば、速乾性インクでは常温で乾燥する沸点の低い溶剤（ＭＥＫ，エタノール、アセトンなど）、水性インクでは水（精製水）、オイル系インクでは常温で蒸発しないオイル（脂肪族炭化水素、グリコールエーテル、高級アルコールなど）を用いることが可能である。溶剤の種類に応じて、その吸収性を有するブランケット２の材料を選択することができる。
【００２８】
本実施形態における被印刷体５は、印刷定盤９の上面に固定されている。被印刷体５は、例えばタッチパネルセンサー基板であり、その材料は例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などからなるプラスチック板、プラスチックフィルムが用いられる。なお被印刷体５としては他の材料、例えば電子基板に使われているガラス繊維とエポキシ系樹脂からなるシート（プリプレグ）を用いても良い。
【００２９】
本実施形態では更に、熱硬化部１０と、光焼成部１１と、ブランケット乾燥部１２とを備えている。熱硬化部１０は、赤外線ヒータ等の加熱手段により、被印刷体５に印刷されたインキ画像６を５０〜６０°Ｃで加熱処理して有機溶媒を揮発することが可能である。光焼成部１１は、キセノンランプ等のフラッシュランプによってパルス光を照射して、インキ画像６を焼成することが可能である。キセノンランプを用いる場合には、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの広帯域のスペクトルを照射し、その際のパルスエネルギーは最大２０７０ジュール／パルスまで調節することができる。この方法によれば、非常に短時間（数ms）で焼成が可能であり、且つ常圧・常温下で焼結を進行できる。ただし焼成温度及び時間は、被印刷体５の耐熱性に応じて変更することができる。熱硬化部１０及び光焼成部１１は架台８に固定されており、架台８は、印刷定盤９をこれら熱硬化部１０及び光焼成部１１に向けて移動させるための送り機構（図示せず）を備えている。
【００３０】
ブランケット乾燥部１２は、ブランケット２に吸収されたインキ中の溶剤を除去するために設けられている。ブランケット２がインキ中の溶剤を吸収すると、膨潤によりブランケット２の厚みが変動し、印刷の品質が低下する可能性がある。ブランケット乾燥部１２は、このような品質低下を抑制するために、ブランケット２から溶剤を除去するものである。詳細は図示しないが、ブランケット乾燥部１２は、ブランケット胴４の全体を取り囲んで密閉する密閉機構と、ブランケット２の膨潤量を監視する膨潤量センサ（例えば光学式変位センサ）と、密閉機構内を加熱する加熱機構とを有する。加熱機構には、例えば赤外線ランプ、熱線式熱風発生器、あるいは高周波加熱器を用いることができるが、これらに限られない。ブランケット乾燥部１２は、印刷時（すなわちパターン形成時）には用いられず、印刷待機時に用いられる。このために、ブランケット乾燥部１２は印刷時にはブランケット胴４の移動範囲から一時的に退避するように構成されている。加熱機構に代えて、あるいは加熱機構に加えて、密閉機構内を真空吸引により減圧する減圧機構、密閉領域内でブランケット２表面に流体（シリコンへは浸透せずインキ溶剤と反応しやすい性質を有する液体や、高温若しくは常温の気体）を供給する流体供給機構、ブランケット２表面に接触して溶剤を吸収する接触吸収機構のうち少なくとも１つを設けても良い。加熱機構、減圧機構、流体供給機構及び／又は接触吸収機構は、ブランケット胴４の内部に設けられていても良い。
【００３１】
印刷装置１の各部を制御するために、制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）１３が設けられている。噴射ヘッド３、ブランケット胴４、台車７、印刷定盤９のための送り機構、熱硬化部１０及び光焼成部１１は、ＥＣＵ１３に電気的に接続されている。ＥＣＵ１３は周知のコンピュータであって、データバスによって相互接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、記憶装置、表示装置及び入出力装置等を含むものである。ＥＣＵ１３はオペレータの操作入力、各種センサ類からの入力、及びＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、噴射ヘッド３の噴射及び移動、ブランケット胴４の送り回転及び移動、台車７の移動、印刷定盤９のための送り機構の動作、並びに熱硬化部１０、光焼成部１１及びブランケット乾燥部１２の動作を連繋して制御することが可能に構成されている。
【００３２】
次に、本実施形態の印刷装置１を用いた印刷方法について説明する。初期状態及び前印刷工程の終了状態においては、図１に示されるように台車７は図中右側に停車した状態である。
【００３３】
この状態から、まず、噴射ヘッド３により、ブランケット２の印刷面に、インキ画像６を印刷する（ステップＳ１０）。より詳細には、噴射ヘッド３の主走査方向（ブランケット胴４の軸方向と平行）の往復動と、ブランケット胴４の図中矢印Ａ方向の回転による副走査とにより、ブランケット２の印刷面にインキ画像６が形成される。ブランケット２の印刷面が、インキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するため、ブランケット２の印刷面に形成されたインキ画像６の濡れ広がりが抑制される。
【００３４】
次に、ブランケット２の印刷面に印刷されたインキ画像６を、被印刷体５に転写する（ステップＳ２０）。より詳細には、図２に示されるように、ブランケット胴６を矢印Ａ方向に回転させながら、台車７を図中左側へ矢印Ｂ方向に移動させる。ブランケット２の印刷面の回転速度は、台車７の移動速度と略一致させられており、これによってインキ画像６が被印刷体５に転写される。転写されずにブランケット２の印刷面に残ったインキ画像６の部分は、不図示のクリーニングローラーで除去される。なお、本実施形態では転写の際に台車７を移動させたが、ブランケット胴６と印刷定盤９との相対位置の変化を実現できる限り、印刷定盤９を移動させても良く、台車７と印刷定盤９との両者を移動させても良い。
【００３５】
その後、架台８に備えられた送り機構によって、印刷定盤９が熱硬化部１０及び光焼成部１１に向けて移動させられ、被印刷体５に印刷されたインキ画像６が、熱硬化部１０による加熱工程（ステップＳ３０）で硬化され、次に光焼成部１１により焼成される（ステップＳ４０）。このようにして印刷体が得られる。ブランケット２の膨潤量が所定の基準値に達すると、印刷待機時にブランケット乾燥部１２によってブランケット２に吸収された溶剤が乾燥させられる。
【００３６】
以上のとおり、本実施形態では、被印刷体５にインキ画像６を転写可能に配置されたブランケット２を備えた印刷装置１において、ブランケット２の印刷面にインキ画像６を直接印刷可能に配置された噴射ヘッド３を更に備えた。この態様によれば、噴射ヘッド３によりブランケット２の印刷面にインキ画像６を直接印刷可能であるため、ブランケット２に転写するための原板が不要であり、且つブランケット２への転写前の硬化工程及び装置も不要である。
【００３７】
また、本実施形態では、ブランケット２の印刷面が、インキ内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するので、インキの噴射によって飛散した少量の粒子がブランケット２の印刷面に吸収され、飛散の影響による精細度の低下を抑制することができる。
【００３８】
また本実施形態では、ブランケット２の印刷面の吸収性に起因して、ブランケット２の印刷面に形成（Ｓ１０）された際のインキ画像６では、配線の長手方向の中心から両側方に向かって膜厚が薄くなることから、この両側方の領域は、被印刷体５への転写（Ｓ２０）の際にも転写されない。すなわち、本実施形態では配線の両側方の領域が被印刷体５へ転写されないことから、にじみを抑制して細線を実現することができる。一般にインクジェット方式で細線を描画する場合、原版に撥水処理層をコーティングすると共に、フォトリソグラフィにより非画線部の親油層を除去し、この原版に湿し水を付けて非画線部にのみ水を乗せるとの工程が必要であるところ、本実施形態ではこれらの工程なしに細線を実現でき好適である。この目的から、本発明におけるブランケットの印刷面の溶剤吸収性は、ブランケットの印刷面に印刷されたインキ画像の面積の拡大を、防止ないし許容できる程度まで抑制できるものであることが要求される。
【００３９】
また、本実施形態では、ブランケット２の印刷面への印刷に使用するインキが、導電性インキを含むこととしたので、インキ画像によって高精細な電気回路を好適に形成することが可能になる。
【００４０】
本発明は前述の態様のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【００４１】
例えば、上記実施形態におけるブランケットの印刷面の材質、噴射ヘッドの種類、使用するインキの種類及びインキ内の溶剤の種類は、上記実施形態におけるもの以外の各種のものを選択することができる。インキの種類は導電性のものに限らず、絶縁性のもの、半導体のもの、有機ＥＬを含むものなど各種の電気的性質を有するものを選択でき、これによって配線基板のほか電子回路、アンテナ、電磁波遮蔽部材を作成することができる。また、本発明に用いられるインキは電気的性質を利用しないものであっても良い。熱硬化部１０及び光焼成部１１を使用するか否かは、印刷の目的に応じて任意に選択できる。
【００４２】
上記実施形態におけるブランケット２は、円筒形のブランケット胴４に固定して使用したが、使用の際のブランケットの形状は円筒形以外の曲面や平面であっても良い。被印刷体５はシート状のほか樹脂成形品などのように、印刷面が曲面であるものであっても良い。被印刷体５は例えば装飾品や自動車部品、電子機器の外層部材などであってもよい。
【００４３】
また上記実施形態では、噴射ヘッド３は導電性の配線パターンとなるインキ画像６のみを形成することとしたが、導電性の配線のためのヘッドに加えて、絶縁層や、半導体など、複数種類の噴射ヘッドを、例えば主走査方向に並べて配置し、これらを重ねて印刷することも可能であって、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。
【符号の説明】
【００４４】
２  ブランケット
３  噴射ヘッド
４  ブランケット胴
５  被印刷体
６  インキ画像
１０  熱硬化部
１１  光焼成部
１２  ブランケット乾燥部
【図１】
2015174389.tif 000003
【図２】
2015174389.tif 000004
【図３】
2015174389.tif 000005