(57)【要約】【目的】印刷開始時の調整を短時間で行え、更に調整することなく連続的に印刷を行うことができるオフセット印刷装置及びオフセット印刷方法を提供すること。【構成】インキの受理転移に使用するシート状又は帯状のブランケットと、前記ブランケットを印刷定盤上において印刷方向に対して垂直方向に配置された対向して支持する２軸と、前記ブランケット表面を印刷版面又は印刷ワーク面に相対させ前記ブランケット裏面より加圧治具を用いて支持した前記２軸間を押圧掃引する押圧掃引機構と、前記加圧治具の圧力値を制御する機構とでオフセット印刷装置を構成する。ここで、前記加圧治具をシリンダーで構成する。又、前記印刷ワーク面に転移されたインキの寸法を測定する機構を配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキの受理転移に使用するシート状又は帯状のブランケットと、前記ブランケットを印刷定盤上において印刷方向に対して垂直方向に配置された対向して支持する２軸と、前記ブランケット表面を印刷版面又は印刷ワーク面に相対させ前記ブランケット裏面より加圧治具を用いて支持した前記２軸間を押圧掃引する押圧掃引機構と、前記加圧治具の圧力値を制御する機構とから成ることを特徴とするオフセット印刷装置。
【請求項２】
前記加圧治具がシリンダーであることを特徴とする請求項１記載のオフセット印刷装置。
【請求項３】
前記印刷ワーク面に転移されたインキの寸法を測定する機構が配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のオフセット印刷装置。
【請求項４】
前記測定する機構と前記圧力値を制御する機構が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のオフセット印刷装置。
【請求項５】
インキの受理転移に使用するシート状又は帯状のブランケットと、前記ブランケットを印刷定盤上において印刷方向に対して垂直方法に配置された対向して支持する２軸と、前記ブランケット表面を印刷版面又は印刷ワーク面に相対させ前記ブランケット裏面より加圧治具を用いて支持した前記２軸間を押圧掃引する押圧掃引機構と、前期圧力時具の圧力値を制御する機構とを備え、前記インキを前記印刷版面から前記ブランケットに受理する工程と前記ブランケットから前記印刷ワーク面に転移する工程から成り前記受理する工程と前記転移する工程の少なくとも何れか一方の工程で印圧を制御することを特徴とするオフセット印刷方法。
【請求項６】
前記印圧をシリンダーの圧力で制御することを特徴とする請求項５記載のオフセット印刷方法。
【請求項７】
前記印刷ワーク面に転移されたインキの寸法を測定することを特徴とする請求項５又は６記載のオフセット印刷方法。
【請求項８】
前記測定のデータを次回印刷時の前記印圧にフィードバックすることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載のオフセット印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフセット印刷装置及びオフセット印刷方法に係り、更に詳細には大面積で高精度・高精細パターニングを必要とする電子部品の製造に使用するオフセット印刷装置及びオフセット印刷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、印刷技術は、グラフィック分野、プリント基板やディスプレイ等の電子機器分野等に幅広く利用されている。中でも電子機器分野で使用する配線パターンは年々、高精度・高精細化し、ラインアンドスペースでは５０μｍ以下となり、一般的にオフセット印刷法が用いられている。
【０００３】
このとき使用されるオフセット印刷装置は、ワークが平板状であることから、平台校正機型を用いるのが一般的である。このようなオフセット印刷装置は、通常、ドラムの外周にブランケットを巻き付けたドラム式オフセット印刷法が一般的に使用されている。
【０００４】
しかしながら、特に液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の画像形成装置のカラーフィルター基板や回路基板については、高精度・高精細に加えて大画面化も要求されるようになっているため、ドラム式であるとドラムを大型化する必要があり、更に印刷装置の剛性を保つ必要があるために装置が非常に巨大で重厚になり、装置コスト及び設置場所も限られる。このため、これまでとは形態の異なるオフセット印刷法として特許文献１記載の懸下式オフセット印刷装置が提案され、非常に有効的手法となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２１９６３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オフセット印刷装置は、製品の印刷を行う前にその日のインキの粘度や周囲の温度や湿度等の環境変化により、原版長と印刷長を合わせ込むために装置の調整が必要であり、時間を要するとともに作業者の熟練度が要求される。更に、連続的に製品の印刷を行っていても、インキの粘度や周囲の環境変化により印刷長が変化するために調整が必要となり、稼動率が低下している。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、印刷開始時の調整を短時間で行え、更に調整することなく連続的に印刷を行うことができるオフセット印刷装置及びオフセット印刷方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するために印刷装置及び印刷方法を鋭意検討の末、下記の装置及び方法が非常に容易で信頼性が高いことを見出した。
【０００９】
請求項１記載の発明は、インキの受理転移に使用するシート状又は帯状のブランケットと、前記ブランケットを印刷定盤上において印刷方向に対して垂直方向に配置された対向して支持する２軸と、前記ブランケット表面を印刷版面又は印刷ワーク面に相対させ前記ブランケット裏面より加圧治具を用いて支持した前記２軸間を押圧掃引する押圧掃引機構と、前記加圧治具の圧力値を制御する機構とでオフセット印刷装置を構成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記圧力値を制御する機構の種類によってその効果を失することはない。ここで、前記圧力値を制御する機構とは、要するにオフセット印刷時の印圧を制御する機構であれば如何なるものでも良い。具体的には、例えばエアーシリンダーやモーターとセンサーの組み合わせにより押し込み力を制御する機構やモーターにより押し込み量を制御する機構等を使用することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記加圧治具がシリンダーであることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、前記シリンダーの種類によってその効果を失することはない。ここで、前記シリンダーとは、要するに設定した力で常に押し込めれば如何なるものでも良い。具体的には、例えばエアーシリンダーや油圧シリンダー等を使用することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記印刷ワーク面に転移されたインキの寸法を測定する機構が配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記寸法を測定する機構の種類によってその効果を失することはない。ここで、前記寸法を測定する機構とは、要するに印刷パターンの寸法を測定できれば如何なるものでも良い。具体的には、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサーを使用した画像処理システムやレーザーを利用した測長システム等を使用することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記測定する機構と前記圧力値を制御する機構が電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記電気的接続の種類によってその効果を失することはない。
【００１７】
請求項５記載の発明は、インキの受理転移に使用するシート状又は帯状のブランケットと、前記ブランケットを印刷定盤上において印刷方向に対して垂直方法に配置された対向して支持する２軸と、前記ブランケット表面を印刷版面又は印刷ワーク面に相対させ前記ブランケット裏面より加圧治具を用いて支持した前記２軸間を押圧掃引する押圧掃引機構と、前期圧力時具の圧力値を制御する機構とを備え、前記インキを前記印刷版面から前記ブランケットに受理する工程と前記ブランケットから前記印刷ワーク面に転移する工程から成り前記受理する工程と前記転移する工程の少なくとも何れか一方の工程で印圧を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明は、前記印圧をシリンダーの圧力で制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項７記載の発明は、前記印刷ワーク面に転移されたインキの寸法を測定することを特徴とする。
【００２０】
請求項８記載の発明は、前記測定のデータを次回印刷時の前記印圧にフィードバックすることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、フィードバックの種類によってその効果を失することはない。ここで、前記フィードバック機構とは、前記測定する機構で得られたデータにより、原版とのずれ量を補正するように前記圧力値を制御する機構を動作させれば如何なるのものでも良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のオフセット印刷装置及びオフセット印刷方法について実施形態に基づいて詳しく説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態で使用した印刷装置を示す側面図である。
【００２４】
図１において、１は印刷装置本体フレームであり、２は印刷定盤であり、この上にインキ受理時にはオフセット印刷版３を設置して、インキ転移時には印刷ワーク４を設置して印刷を行う。又、シート状又は帯状のブランケット５は、支持ローラー６，７によって懸架されている。
【００２５】
又、８はブランケット５を押圧する押圧ローラーでインキ受理時又はインキ転移時にブランケット５の裏面より押し付ける。又、９は押圧ローラー８を加圧する加圧装置、１０は加圧装置９を制御する制御装置、１１は転移されたインキの寸法を測定する測定装置、１２は離脱角度制御装置で印刷中のブランケット５が印刷版３又は印刷ワーク４と離れる角度を任意の設定値に維持する。１３は進入角度制御装置で印刷中のブランケット５が印刷版３又は印刷ワーク４と接触する角度を任意の設定値に維持する。１４，１５は張力を調整する張力装置で印刷中の張力値を任意の設定値に維持する。
【００２６】
ここで、測定装置１１は、印刷が終了すると印刷ワーク４に転移されたインキの寸法を測定し、データを制御装置１０へ送る。次に、制御装置１０はインキの寸法の測定データと原版長の差により原版長より長い場合は、受理時の印圧を高くするか、又は転移時の印圧を低くするように制御する。逆に、原版長より短い場合は、受理時の印圧を低くするか、又は転移時の印圧を高くするように制御する。制御量、即ち印圧の変動に対する印刷長の変化はブランケット５の種類により大きく異なるため、予備実験により算出することが望ましい。
【００２７】
以上のように印圧を力で制御する機構は、一般的に印圧を押し込み量で管理している平台校正機型のオフセット印刷機で使用することもできる。
【００２８】
又、印圧を押し込み量で制御することも可能であるが、この場合、印刷ワーク４の厚さが数１０μｍ変化した程度でも印圧としては数１００ｋｇ変動する場合があるため、印刷ワーク４を研磨し、厚さと表面形状の精度を上げる必要があり、材料のコストアップとなる。又、ギャップセンサー等により押し込み量をリアルタイムで制御する方法もあるが、同期が非常に困難である。
【００２９】
又、本実施の形態の印刷ワーク４としては青板ガラスがガラス基板としては安価であるが、他の基板でも良く、前記青板ガラスに白金レジネートペーストやＡｌ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｂ等の金属性の電極を形成することも可能であり、薄型平板の大型画像形成装置を製作する場合に前記青板ガラス上に導電性インキを版からブランケット５に受理し、転移することにより、数１００枚の大型ワークに所望の電極を形成することができる。
【００３０】
その後、ＰｄＯ等の導電性薄膜を対となる電極間に塗布し、該対の電極間にフォーミング処理としてインパルス電圧を印加することにより、導電性薄膜上に電子放出部を形成し、その後、活性化処理により電子放出効果を高め、該電子放出素子をマトリクス状に形成する。こうして得られた電子源を対向するフラットパネルの下の蛍光膜に対して電子を放出することにより、蛍光膜に画像を形成することができる。
【００３１】
尚、本発明によるオフセット印刷方法は、上記した金属製の電極を形成する場合だけでなく、画像形成装置の蛍光膜や液晶表示装置等のカラーフィルターにも適用可能である。
【００３２】
以上、本発明印刷装置の一例の概略構造について述べた。
【００３３】
次に、この印刷装置を使用した印刷の実施例について述べる。
【００３４】
［実施例］
以下、本発明のオフセット印刷装置及びオフセット印刷方法について実施例に基づいて詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１）
図１の印刷装置を使用して、下記の要領で実際の印刷を行った。
（１）使用したブランケット５には、表面がシリコンゴムであるブランケットを用いた。寸法は巾４００ｍｍ×長さ１５００ｍｍ、厚み２．０ｍｍとした。
（２）使用したオフセット印刷版３には、ガラス製凹版を用いた。寸法は、外形が巾３５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚み３．０ｍｍで、パターン領域として巾２１０ｍｍ×長さ１６０ｍｍとした。ここで、図２は本実施例で使用した印刷版のパターンを示す平面図である。１６は印刷パターン形状であり、１６０μｍ×８０μｍの長方形で印刷方向に２００μｍ間隔で、巾方向には８０μｍ間隔で並んでいる。
（３）使用したワーク４には、青板ガラスを用いた。寸法は、外形が巾３５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚み３．０ｍｍとした。
（４）使用したインキには、白金レジネートペースト（含有溶剤：ターピネオール    ＤＢＰ）を用いた。
（５）使用した押圧ローラー８には、鋼鉄製（直径３５ｍｍ×巾４５０ｍｍ）を用いて押圧した。
（６）使用した加圧装置９には、低摩擦エアーシリンダーを用いた。
（７）使用した加圧装置９を制御する装置１０は、パソコンを用いて演算処理を行った。
（８）使用したインキの寸法を測定する装置１１は、印刷定盤２に開口部を２箇所設けて印刷ワーク４の裏面側からＣＣＤカメラで画像処理を行い、２点間の距離を算出した。
（９）使用した離脱角度制御装置１２及び進入角度制御装置１３は、各々の支持ローラー６，７の高さをサーボモーターにより自動調整することで各々の角度を維持した。
（１０）使用した張力装置１４，１５は、ブランケット５の支持端に設置されたロードセルで検出されたデータをサーボモーターにフィードバックすることでリアルタイムに張力を制御した。
【００３６】
上記部材及び装置を用意し、下記の順序で実験を行った。
【００３７】
▲１▼張力装置１４，１５により、張力を１０ｋｇに設定し、１時間放置してブランケット５の伸びを飽和させた。
【００３８】
▲２▼次に、使用オフセット印刷版３のガラス製凹版にインキを展開し、ドクターブレードで表面の余分なインキを掻き取った。
【００３９】
▲３▼次に、凹部にインキが充填した印刷版３を印刷定盤２上に置き、印刷版の左側上部にブランケット５の裏面を押しながら押圧ローラー８を印圧１００ｋｇで圧着させた。このとき、ブランケット５が印刷版３と成す進入角度及び離脱角度をそれぞれ１０度になるように進入角度制御装置１３、離脱角度制御装置１２で設定した。
【００４０】
▲４▼次に、張力装置１４，１５によって圧着点左右のブランケット部に各々１０ｋｇの張力を印加し続けながら、押圧ローラー８を１０ｍｍ／秒の速度で右方向に移動させ、ブランケット５表面のシリコンゴム上にインキを受理させた。
【００４１】
▲５▼次に、印刷定盤２上の印刷版３を取り去り、代わりに印刷ワーク４を置き、先程と同様に印刷ワーク４の左端上にブランケット５の裏面を押しながら押圧ローラー８を印圧１００ｋｇで圧着させた。このとき、ブランケット５が印刷版３と成す進入角度及び離脱角度をそれぞれ１０度になるように進入角度制御装置１３、離脱角度制御装置１２で設定した。
【００４２】
▲６▼次に、張力装置１４，１５によって圧着点左右のブランケット部に各々１０ｋｇの張力を印加し続けながら、押圧ローラー８を１０ｍｍ／秒の速度で右方向に移動させ、ブランケット５表面のシリコンゴム上のインキをワーク上に転移させた。
【００４３】
▲７▼次に、測定装置１１により印刷ワーク４に転移されたインキの寸法を測定し、測定データを制御装置１０へ送り、原版長との差により次回印刷の転移時の印圧制御値を演算処理により算出し、次回印刷時の転移時の印圧にフィードバックした。
【００４４】
以上の手順をもって、印刷版３の印刷パターン形状１６のインキがブランケット５を介して印刷ワーク４に移り、１枚目のオフセット印刷が完了した。
【００４５】
その後、印刷ワーク４を交換しながら、連続して同様な印刷を５０回繰り返し、５１枚のサンプルを製作した。ここで、２枚目以降は転移時の印圧を制御した。
【００４６】
上記実験例で１，２，２５，５１枚目の印刷ワーク４上に印刷された印刷パターン形状１６について顕微鏡を用いて観察したが、印刷パターン領域２１０ｍｍ×１６０ｍｍ全面においてインキの受理転移不良に起因すると思われる印刷パターンの抜けや膜厚の減少は全くなかった。又、ブランケットの表面ゴムが不当な変形や膨潤隆起して起こるような印刷パターンの変形もなく、巾方向８０μｍの間隔も明瞭に分解再現されていた。
【００４７】
更に、ソキアファインシステム社製測長機を用いて、印刷エリア外形の測長を行い、印刷精度の検証を行ったところ、転移時の印圧を制御した２枚目から５１枚目までの５０枚の印刷長の平均値と原版長の差は１μｍでばらつきは３σで１２μｍと中心値及びばらつき共に良好な値であった。
【００４８】
又、受理時と転移時の印圧を同じにした１枚目の印刷長は、原版長と３１μｍずれていた。
【００４９】
＜比較実験例＞
本例は実施例１において印刷長と原版長が同じになる様に約半日かけて装置を設定した点及び印刷中に印圧の制御をしなかった点においてのみ異なる。
【００５０】
同様に連続して印刷を行い５１枚のサンプルを製作した。
【００５１】
上記実験例で１，２，２５，５１枚目の印刷ワーク４上に印刷された印刷パターン形状１６について顕微鏡を用いて観察したが、印刷パターン領域２１０ｍｍ×１６０ｍｍ全面においてインキの受理転移不良に起因すると思われる印刷パターンの抜けや膜厚の減少は全くなかった。又、ブランケットの表面ゴムが不当な変形や膨潤隆起して起こるような印刷パターンの変形もなく、巾方向８０μｍの間隔も明瞭に分解再現されていた。
【００５２】
更に、ソキアファインシステム社製測長機を用いて、印刷エリア外形の測長を行い、印刷精度の検証を行ったところ２枚目から５１枚目までの５０枚の印刷長の平均値と原版長の差は装置の調整に約半日かけたにも拘らず、４μｍと大きくずれた。又、ばらつきは３σで１３μｍとほぼ同等であった。
【００５３】
（実施例２）
本例は実施例１において測定装置１１により印刷ワーク４に転移されたインキの寸法を測定し、測定データを制御装置１０へ送り、原版長との差により次回印刷の受理時の印圧制御値を演算処理により算出し、フィードバックした点においてのみ異なる。
【００５４】
同様に連続して印刷を行い、５１枚のサンプルを製作した。
【００５５】
上記実験例で１，２，２５，５１枚目の印刷ワーク４上に印刷された印刷パターン形状１６について顕微鏡を用いて観察したが、印刷パターン領域２１０ｍｍ×１６０ｍｍ全面においてインキの受理転移不良に起因すると思われる印刷パターンの抜けや膜厚の減少は全くなかった。又、ブランケットの表面ゴムが不当な変形や膨潤隆起して起こるような印刷パターンの変形もなく、巾方向８０μｍの間隔も明瞭に分解再現されていた。
【００５６】
更に、ソキアファインシステム社製測長機を用いて、印刷エリア外形の測長を行い、印刷精度の検証を行ったところ、２枚目から５１枚目までの５０枚の印刷長の平均値と原版長の差は１μｍで、ばらつきは３σで１３μｍと中心値及びばらつきとも良好な値であった。
【００５７】
又、１枚目の印刷長は、原版長と２９μｍずれていた。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、印刷開始時の調整を短時間で行え、更に調整することなく連続的に安定した印刷を行うことが可能となるため、装置の稼働率が向上し、印刷物のコスト低減に多大な効果がある。又、連続印刷時の原版長に対する印刷長の差を小さくすることが可能となるため、より高精度のパターニングに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態及び実施例で使用した印刷装置の側面図である。
【図２】本発明の実施例で使用した印刷版のパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
１                印刷装置本体フレーム
２                印刷定盤
３                印刷版
４                印刷ワーク
５                ブランケット
６，７        支持ローラー
８                押圧ローラー
９                加圧装置
１０            制御装置
１１                測定装置
１２                離脱角度制御装置
１３                進入角度制御装置
１４，１５    張力装置
１６                印刷パターン形状
【図１】
2004358831.tif 000003
【図２】
2004358831.tif 000004