(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、印刷版、被印刷物を固定、搬送するステージ、およびブランケット、ならびに、前記印刷版表面と前記ブランケット表面とが接して相対的に移動する機構、および前記ステージ上に固定された被印刷物と前記ブランケット表面とが接して相対的に移動する機構を有し、
前記ブランケットは、金属のシリンダ上に、５ミリメートル以上６０ミリメートル以下の厚さを有するゴムがロール状に設けられ、
前記ロールの直径は５０ミリメートル以上、２５０ミリメートル以下であり、
前記ゴムの表面硬度は（ＡＳＫＥＲ  Ｃ）４０以下、５以上であり、
前記ゴムは、ロールの長さ方向と平行に一部切欠きを設けることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置において、
前記ゴムは少なくとも２層以上の構造を有し、最表面のゴムはシリコーンゴムであり、内部のゴムは多孔質のスポンジゴムとすることを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１記載の印刷装置において、
前記ブランケットは、前記ゴムの内部に前記シリンダを中心とした螺旋状の空間が設けられていることを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１記載の印刷装置において、
前記ゴムは、ロール円周方向に均一な厚さを有し、前記ロールの長さ方向において中心の厚さが両端に対して５％以上３０％以下で異なることを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
印刷装置に用いられるブランケットにおいて、
前記ブランケットは、金属のシリンダ上に、５ミリメートル以上６０ミリメートル以下の厚さを有するゴムがロール状に設けられ、
前記ロールの直径は５０ミリメートル以上、２５０ミリメートル以下であり、
前記ゴムの表面硬度は（ＡＳＫＥＲ  Ｃ）４０以下、５以上であり、
前記ゴムは、ロールの長さ方向と平行に一部切欠きを設けることを特徴とするブランケット。
【請求項６】
請求項５記載のブランケットにおいて、
前記ゴムは少なくとも２層以上の構造を有し、最表面のゴムはシリコーンゴムであり、内部のゴムは多孔質のスポンジゴムとすることを特徴とするブランケット。
【請求項７】
請求項５記載のブランケットにおいて、
前記ブランケットは、前記ゴムの内部に前記シリンダを中心とした螺旋状の空間が設けられていることを特徴とするブランケット。
【請求項８】
請求項５記載のブランケットにおいて、
前記ゴムは、ロール円周方向に均一な厚さを有し、前記ロールの長さ方向において中心の厚さが両端に対して５％以上３０％以下で異なることを特徴とするブランケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットに関し、特に、曲面に対して歪みなく所望の微細パターンを形成することができる印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、印刷により電子デバイスを作製するプリンテッドエレクトロニクス分野が盛んに研究されている。このプリンテッドエレクトロニクス分野において、次世代の印刷手法として、各種オフセット印刷が注目されている。
【０００３】
各種のオフセット印刷とは、インクを版からブランケットと呼ばれるゴムロールに受理させ、そのゴムロール上のインクを被印刷物（基板）へ転写させる印刷手法であり、例えば、平版オフセット印刷、グラビアオフセット印刷（凹版オフセット印刷）、スクリーンオフセット印刷などがある。一般にオフセット印刷というと平版オフセット印刷のことを指すことが多いため、本明細書ではこれらを一括して各種オフセット印刷と記載する。
【０００４】
各種オフセット印刷は、ブランケットを介して印刷されることから基板の選択性が高く、また、ブランケットがインクの溶剤を吸収することから従来の印刷法よりも微細な配線を形成できるとして、デバイスの微細化、高集積化のための印刷手法として期待されている。
【０００５】
例えば、特許文献１、２に示されるように、プリンテッドエレクトロニクスに利用される各種オフセット印刷は、印刷精度を高めるために、ブランケットゴムの表面硬度を高くし、印刷圧力を上昇させたときのゴムの変形を少なくすることが主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９８５７９
【特許文献２】特開２０１２−０８１６２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、有機半導体のような物理的に柔軟な材料が研究されるようになり、柔軟な素材や、曲面に直接デバイスを作製したいというニーズが出始めている。
従来の各種オフセット印刷にあっては、ブランケットゴムを介するために基板の選択性が高いとされてきたが、前記したようにブランケットゴムの表面硬度を硬くすると、その基板選択性は低くなり、柔軟な素材や曲面に対して印刷することができないという技術的課題があった。
【０００８】
また、ブランケットゴムは１方向に力を加えるとその他の方向にも歪む性質があるので、受理、転写時の圧力の強さや、被印刷物の曲面の形状によっては転写時に印刷パターンが歪んでしまう場合があるという技術的課題があった。
【０００９】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、凹凸な表面上、つまり、曲面に追従してその表面に対し、エレクトロニクス用途に耐え得る微細で高精度なパターンを歪みなく印刷することができる印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた、本発明の印刷装置に用いられるブランケットは、曲面に追従してその表面に微細なパターンを印刷できるように、厚くて柔軟なブランケットである点に特徴があり、また本発明の印刷装置は、曲面に追従してその表面に微細なパターンを印刷できるように、厚くて柔軟なブランケットを有することを特徴とする。
【００１１】
具体的には、本発明の印刷装置は、印刷版、被印刷物を固定、搬送するステージ、およびブランケット、ならびに、印刷版表面とブランケット表面とが接して相対的に移動する機構、およびステージ上に固定された被印刷物とブランケット表面とが接して相対的に移動する機構を有しており、その中でも、ブランケットは金属のシリンダ上に、５ミリメートル以上６０ミリメートル以下の厚さを有するゴムがロール状に設けられており、そのロールの直径は５０ミリメートル以上、２５０ミリメートル以下であり、ゴムの表面硬度は（ＡＳＫＥＲ  Ｃ）４０以下、５以上であり、前記ゴムは、ロールの長さ方向と平行に一部切欠きを設けることを特徴としている。
また、本発明の印刷装置に用いられるブランケットは、金属のシリンダ上に、５ミリメートル以上６０ミリメートル以下の厚さを有するゴムがロール状に設けられており、そのロールの直径は５０ミリメートル以上、２５０ミリメートル以下であり、ゴムの表面硬度は（ＡＳＫＥＲ  Ｃ）４０以下、５以上であり、前記ゴムは、ロールの長さ方向と平行に一部切欠きを設けることを特徴としている。
特に、本発明の印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットにおいて、ブランケットを長さ方向と平行に一部に切欠きを設けることで、円周方向のゴムの共振（波打ちの変形）を抑えてさらに高精度なパターンを形成することができる。
【００１２】
尚、印刷版表面とブランケット表面とが接して相対的に移動する機構、およびステージ上に固定された被印刷物とブランケット表面とが接して相対的に移動する機構とは、版やブランケットを回転させるモータ、ステージを移動させる直動モータである。例えば、ブランケットは回転運動であり、ステージは直線運動であるが、これらの表面が接して同じ速度で移動するように調整されていることが必要である。
【００１３】
また、本発明の印刷装置が有するブランケットは、受理および転写時にブランケットロールが１方向（受理、転写時に版、基板から受ける圧力の方向）のみに変形する構造を持つことを特徴としている。
【００１４】
具体的な方法の一つとして、本発明の印刷装置が有するブランケットのゴムは、２層以上の構造を有しており、最表面はインクを受理、転写可能なようにシリコーンゴムとし、内部は変形を制御するための多孔質のスポンジゴムであることが望ましい。
【００１５】
他の方法としては、ブランケットのシリンダとゴムとの間に空間を設ける。この空間は印刷圧力を均一に緩和でき、かつ、シリンダ上のブランケットを保持する必要があることから、らせん状の空間が好ましいと言える。
【００１６】
さらに別の方法としては、ブランケットのゴムがロール円周方向には均一な厚さを有するが、ロールの長さ方向において中心の厚さが両端の厚さに対して５％以上３０％以下で異なる構造とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットによれば、ブランケットの厚さを厚くし、表面を柔らかくすることで凹凸のある表面（曲面）に対して所望のパターンを印刷することができる。
【００１９】
また、本発明の印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットにおいて、厚くて柔らかいブランケットを２層構造にして内部を多孔質スポンジゴム、表面をシリコーンゴムにする、または、厚いシリコーンゴム内部に空間を設ける、さらには、ゴムロールの長さ方向に厚さを変更する、のいずれかの手段をとることで、ブランケットゴムの変形を圧力印加方向のみにすることができ、曲面に対して微細なパターンを精度よく印刷することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明の印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットは、ブランケットに長さ方向と平行に一部に切欠きを設けることで、円周方向のゴムの共振（波打ちの変形）を抑えてさらに高精度なパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の印刷装置の構成を説明する図。
【図２】本発明の印刷装置が有するブランケットの実施形態１を説明する斜視図。
【図３】本発明の印刷装置が有するブランケットの構造パラメータの相関を表す図。
【図４】本発明の印刷装置が有するブランケットの実施形態２を示す断面図。
【図５】本発明の印刷装置が有するブランケットの実施形態３を示す図。
【図６】本発明の印刷装置が有するブランケットの実施形態４を示す断面図。
【図７】本発明の印刷装置が有するブランケットの実施形態５を示す斜視図および側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の印刷装置及び印刷装置に用いられるブランケットを実施する具体的な形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の印刷装置の構成を図１に示す。本発明の印刷装置１０１は、印刷版１０２、ブランケット１０３、被印刷物１０５を固定するステージ１０４の他、印刷版１０２やブランケット１０４を回転させるためのモータ、ステージ１０４を移動させる直動モータを筐体内に有している。図１には、インク１０７の供給手段として、ブレード１０６を設けている。図１において、印刷版１０２はロール版を示しているが、平版であっても良い。
【００２４】
図２に、本発明の印刷装置１０１が有するブランケット１０３の構造を斜視図にて示す。本発明の印刷装置が有するブランケット１０３は、金属製のシリンダ２０１にブランケットゴム２０２がロール状に設けられており、従来の印刷用ブランケットに比較して厚く、表面が柔らかいことが特徴である。このブランケットゴム２０２の「厚さ」、「硬度」、およびブランケット１０３のロールの「直径」には、それぞれ相関を持った適切な範囲が存在する。
【００２５】
第一に、ブランケットロールの直径（ロール径）について説明する。ロール径の最小値は印刷面積により規定される。例えば、ロール径が１００ミリメートルの時、一度に印刷できる最大長さは約３１０ミリメートルである。実際に印刷機として使用する場合、少なくとも印刷長さが１５０ミリメートル以上あることが好ましく、本発明の印刷装置が有するブランケットのロール径は、５０ミリメートル以上であるとした。
【００２６】
そして、ロール径の最大値は、印刷不良の発生率によって決まる。厚くて柔らかいブランケットを使用する時の経験則として、ロール径が２００ミリメートルを超えると受理圧力不足による印刷不良が発生しやすくなり、ロール径が２５０ミリメートルを超えると印刷不良が多く発生するため、本発明のブランケットのロール径は２５０ミリメートル以下とした。
【００２７】
次に、ブランケットの厚みについて説明する。厚くて柔らかいブランケットを用いて曲面に印刷する場合、基本的にはブランケット厚さは印刷面の凹凸差の倍以上あれば印刷することができる。例えば、曲面の凹凸の差が５ミリメートルであれば、ブランケット厚さは１０ミリメートル以上が必要となる。
【００２８】
しかし、凹凸の差を小さくしていく場合を考えると、ブランケット厚さは常に凹凸差の倍とはならず、ある程度の厚みが必要となる。ここでは、「曲面」をどのように定義するかに依存するが、本発明では曲率半径が０．５ミリメートル以上、凹凸差が０．５ミリメートル以上の面（目で見て曲っていると認識できる面）を「曲面」と定義し、それ以上の曲率と凹凸差を有する曲面に印刷する場合について印刷を行なうとしたところ、ブランケットの厚さを薄くしていくと、ブランケットの厚さが凹凸差の２倍以上あっても印刷できなくなることが分かった。とりわけ、曲面の凹凸が多い場合にこの傾向は強く、曲面に追従するためには、表面の変形を許容する厚さが必要であり、ブランケットが薄くなると、ブランケットの変形が曲面に追従できなくなると考えられる。どのような曲面に印刷するかによってブランケットの最低厚さは変わるが、本発明で定義した曲面を印刷するためにはブランケットの厚さは５ミリメートル以上あることが好ましい。
【００２９】
次に、ブランケットの最大厚さについて説明する。ブランケットの厚さは、ロール径とシリンダ径の差を２で割ったものである。ブランケットの最大厚さは、ロール径が小さいときは形状により限定され、ロール径が大きいときは受理および転写圧力に制限を受ける。例えば、受理および転写圧力に耐えられるシリンダ径を３０ミリメートルとすると、ロール径が７０ミリメートルの時ブランケット厚さは２０ミリメートル、ロール径が１３０ミリメートルの時ブランケット厚さは５０ミリメートルにすることができる。
【００３０】
しかしながら、ロール径と並行してブランケット厚さを厚くすることはできない。なぜなら、印刷の受理および転写時には、ブランケットと版との間、および、ブランケットと被印刷物との間に圧力を印加しなければならないため、ブランケット厚さを厚くすると、ブランケットが押しつぶされて接触面積が広がり、受理および転写に必要な圧力を印加することができなくなるためである。経験則としてブランケット厚さが５０ミリメートルを超えると受理圧力不足による不良が発生し始め、６０ミリメートル以上では印刷不良の発生率が格段に高くなる。このことから、本発明の印刷装置が有するブランケット厚さは６０ミリメートル以下とした。
【００３１】
次に、ブランケットの硬度について説明する。ブランケットの硬度もまた前述のロール径およびブランケット厚に依存する。この３つの関係を図３に示す。図３のグラフは、横軸がロール径、縦軸がブランケット厚さであり、多角形で囲まれた内部が印刷可能範囲である。さらに、多角形内部を分割し、ブランケットの硬度がとりうる範囲を示した。図中、Ａは硬度（ＡＳＫＥＲ  Ｃ）５〜４０、Ｂは１０〜４０、Ｃは２０〜４０、Ｄは３０〜４０をとる。つまり、ブランケットのロール径が小さければ、ゴムの硬度の取りうる範囲は広く、ロール径が大きくなるほど硬度は高くする必要がある。
【００３２】
図３に示す範囲は、本発明で定義した曲面に対して印刷可能な範囲を、発明者らが経験により求めたものであり、境界は印刷不良の発生率が３０％以上になるところに設け、実験できなかった部分は概算で求めた。したがって、数値的に明確な範囲と境界を示すものではないが、ほぼこの傾向に従っていると言うことができる。
【００３３】
（実施の形態２）
次に、本発明の印刷装置が有するブランケット１０３がとりうる構造の１つの形態について説明する。本発明の印刷装置が有するブランケットは、図４に示すように２層構造、またはそれ以上の多層構造とし、ブランケット最表面４０１はシリコーンゴムで形成し、内部４０２は多孔質スポンジゴムで形成する。
このような構造をとることにより、ブランケット表面は受理および転写時に版または基板から受けた圧力方向にのみ変形するため、横方向の歪みをなくして変形を抑制し、精度の高い所望のパターンを印刷することができる。
【００３４】
（実施の形態３）
次に、本発明の印刷装置が有するブランケット１０３がとりうる構造の別の形態について説明する。
本発明の印刷装置が有するブランケットは、図５に示すように、ブランケットゴム２０２内部に空洞５０１を設けることができる。空洞を設ける部分は、ブランケットが自重に対して形状を保てるようであればブランケットゴム内のいずれでもよい。本発明者らが試行錯誤した結果によれば、ブランケット内部に設ける空洞は、図５に示すように、シリンダ２０１からブランケット表面までの２分の１から３分の１までのところに、ブランケット厚さの１０分の１以下の細さの空洞を、シリンダに対して螺旋上に設けることが有用である。
【００３５】
（実施の形態４）
次に、本発明の印刷装置が有するブランケット１０３がとりうる構造の別の形態について説明する。
本発明の印刷装置が有するブランケットは、ブランケットゴム２０２が円周方向に対して厚さが一定であり、長さ方向に対して厚さが異なる形状を有することができる。このように、長さ方向に対して厚さが異なる形状は、図６の（ａ）、（ｂ）のように２通りの方法が考えられる。第一に、図６（ａ）に示すように、シリンダ２０１に対して、長さ方向に厚みの異なるブランケットゴム２０２を設けることができる。第二に、図６（ｂ）に示すように、端と中心とで太さの異なるシリンダ２０１に対して円筒形のブランケットゴム２０２を設けることができる。
【００３６】
本実施の形態で示すような両端と中央で厚みが異なるブランケットを用いるのは、被印刷物がブランケット長さ方向に凹凸が大きい場合、例えば、球状、半球状の被印刷物に印刷する場合が好適である。被印刷物の凹凸が大きいとブランケットゴムの変形が大きいため、その変形をキャンセルするように、ブランケットゴムの厚みを変えることができる。この厚みの差は、５％以上ある方が良い。しかし、差が大きすぎると印刷性能が極端に悪くなることが多いので、最大の差は３０％程度の留めておくことが好ましいと言える。
【００３７】
本実施の形態４において、シリンダ上のブランケットゴムは単層であっても多層構造であっても良い。また、図６（ａ）、（ｂ）ではブランケットの両端が薄く、中央が厚い構造を示しているが、逆にブランケットの端を厚く、中央を薄い構造としても良い。このブランケットの厚さは、被印刷物の形状を考慮して変化させるのがよい。
【００３８】
（実施の形態５）
次に、本発明の印刷装置が有するブランケット１０３がとりうる構造の別の形態について説明する。
本発明の印刷装置が有するブランケットは、図７に示すように、ブランケットの円周方向に一部切欠き７０１を設けることができる。ブランケット１０３は金属製のシリンダ２０１の上にブランケットゴム２０２を巻きつけたものである。シリンダの外周すべてにブランケットゴムが存在すると、ゴムの伸縮や振動が円周方向に伝わりやすいため、一部を切り欠くことによりゴムの変形の伝搬を止めることができる。
【００３９】
本実施の形態で説明したブランケットの構造は、前記の実施の形態１から４に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  印刷装置
１０３  ブランケット
１０５  被印刷物
２０１  シリンダ
２０２  ブランケットゴム
７０１  切欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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