(57)【要約】【課題】粘度の高い水性または油性のインキ、樹脂、導電ペーストなどを用いることが可能であり、かつ転写する膜の厚さを任意に増減でき、更に膜厚の厚い画線やパターン等を実現する印刷用版胴および印刷装置を提供することにある。【解決手段】管壁に多数個の孔を有する円筒状の外管100と、この外管100の内部に配設された内管101と、内管101の外周面に螺旋状に形成された凸部101Aと、この外管100の内壁と内管101の外壁で囲まれた空間から液状体が外へ漏れないようにするシール102とを備え、外管100の内壁と内管101の外壁で囲まれた空間に液状体を供給するようにした印刷用版胴である。【選択図】図１
2012126069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の中心軸周りに回転可能で管壁に多数個の孔を有する円筒状の外管と、
前記外管の内部に配設された内管と、
前記内管の外周面に螺旋状に形成された凸部と、
前記内管を支えて固定する内管用軸と、
前記外管の内壁と前記内管の外壁で囲まれた空間に液状体を供給する液状体供給手段と、
前記内管用軸と前記外管の内壁との間に配置され、前記外管の内壁と前記内管の外壁で囲まれた空間から前記液状体が漏れないようにするシール手段と、
を有し、
前記内管の外周面における周長をＹとし、前記内管の外周面上における始点から該外周面に角度θで一周させた斜辺をＳ、一周させた斜辺の終点と斜辺の始点が前記内管の軸方向に平行な同じ線上に位置し、このときの終点と斜辺の始点を結ぶ線をＰとすると、Ｐ＝Ｙ/ｔａｎθで表すことができる螺旋状に形成され、更に、ＰをＮ分割した分割辺をpとし、前記凸部はpの数を備えることを特徴とする印刷用版胴。
【請求項２】
Ｐを等分割したことを特徴とする請求項１に記載の印刷用版胴。
【請求項３】
前記内管を複数本の螺旋に形成された凸部を備える内管部を繋ぎ合わせて前記内管を形成したことを特徴とする請求項２に記載の印刷用版胴。
【請求項４】
角度θの複数の凸部の螺旋を形成した複数の単位を備え、一つの１単位における最初の凸部の螺旋の始点から水平方向にpをｎ個積算した距離の終点に別の1単位の最初の角度θの凸部の螺旋の始点を重ねて円筒の面長Ｗより大きくなるまで複数の単位を重ねることにより両端のＰの長さを除いた長さが前記内管の外周面における面長Ｗの幅を埋めるように形成したことを請求項１〜３のいずれかに記載の印刷用版胴。
【請求項５】
前記内管の外周面に螺旋状に巻き付いた状態で前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷用版胴。
【請求項６】
前記凸部の内部に、温度調整手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の印刷用版胴。
【請求項７】
前記内管を前記外管の内部に取り付ける際または取り外す際に使用される、内管付け外し口が前記外管の円筒側面部または円筒底面部に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の印刷用版胴。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の印刷用版胴と、
前記印刷用版胴の外管を支えて回転させる外管駆動軸と、
前記印刷用版胴の内管軸を支えて固定する内管軸支持手段と、
印刷対象物を搬送する印刷対象物搬送手段と、
搬送されている印刷対象物の所定面を前記印刷用版胴の所定位置に接触させる手段と、
前記印刷用版胴の外管の外周面に接するように設けられたスキージー手段と、
前記スキージー手段により外管の外周面から掻き落とされた前記液状体を集める液状体収集手段と、を有することを特徴とする印刷ユニット。
【請求項９】
印刷ユニットが複数個連結されて、各印刷ユニットが同期して動作することを特徴とする請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１０】
印刷用版胴を、グラビア印刷装置または凹版印刷装置の版胴として用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷対象物の表面に、各種インキ、樹脂、導電ペーストなどの各種の塗布材料を、従来よりも厚い塗布膜厚で印刷するための印刷用版胴およびこの印刷用版胴を用いた印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建材分野、パッケージ分野、出版分野、エレクトロニクス分野など、生活系、電気系、情報系などのさまざまな分野における工業製品の製造方法として、グラビア印刷法または凹版印刷法が利用されている。これらの工業製品には、より高い機能などを付加することにより、さらに発展する可能性がある分野である。この機能などを付加するための手段として、グラビア印刷法または凹版印刷法は注目されるが、機能などを付加するための手段としてのグラビア印刷法または凹版印刷法には下記のような機能がさらに必要である。
【０００３】
［１］より高細線の印刷が可能となること。  
［２］印刷対象物の表面に転写される、各種の塗布材料（水性または油性のインキ、樹脂、導電ペーストなど）の膜の厚さを任意に調節可能であること（特に従来よりも厚い膜厚の範囲で調節できるようにすること）。
【０００４】
グラビア印刷法または凹版印刷法によって高細線印刷を実現させるためには、印刷対象物の表面に転写される細線の解像度、鋭さ、無断線等の課題を克服することが求められる。すなわち、細線の解像度、鋭さは、グラビア印刷法または凹版印刷法においては、版面上の格子状の仕切りによって所定周期長で分断された穴の大きさ、および、仕切りの太さによって左右されてしまう。このため、無断線を実現することは重要である。
【０００５】
そこで、版面上の格子状の仕切りの太さを細くするか、取り払う、穴の深さを深くしてインキの転移量を増やす等の対応が必要になるが、現在のグラビア印刷法または凹版印刷法ではいずれの方法も限界があった。
【０００６】
また、グラビア印刷法や凹版印刷法では、版面に形成される穴の深さをあまり深くすることができないし、用いられるインクの粘度も、それほど高くできない。したがって、印刷される各種塗布材料の膜の厚さを任意に調節（特に従来よりも厚い膜厚の範囲で調節）することが困難であった。
【０００７】
従来、厚い膜を印刷可能な技術として、孔版印刷法やロータリースクリーン法（特許文献１および特許文献２参照）があるが、これら孔版印刷法やロータリースクリーン法では、高細線印刷の点でグラビア印刷法や凹版印刷法よりも性能が劣る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2000-25321号公報
【特許文献２】特開2007-83396号公報
【特許文献３】特願2009-206750号の出願添付書類
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のグラビア印刷法または凹版印刷法で使用する版は、通常、平面または円筒表面に、物理的または化学的な処理により、凹、くぼみ、キズ、穴等を形成したものであって、一般に格子状の仕切りによって個々の穴ごとに分割されている。インキが挿入される部分である画線部分は、直径が約10μｍ〜300μｍ、深さが5μｍ〜100μｍ程度の凹、くぼみ、キズ、穴の集合によって形成されている。
【００１０】
この場合では、凹、くぼみ、キズ、穴などの格子状等の仕切りがあること、また、その凹、くぼみ、キズ、穴の深さに限界があること、塗布材料として粘度の高いものが使用できないこと等の制約があった。このために、従来のグラビア印刷法または凹版印刷法で転写できる膜の厚さは、10μｍ前後が上限であった。
【００１１】
また、転写膜厚を約10μｍより大きくできないことから、グラビア印刷法または凹版印刷法を下記の（１）〜（８）のような分野に使用した場合、それぞれの場合に同欄に記述するような問題があった。
【００１２】
（１）グラビア印刷法または凹版印刷法によって、ＩＣカードアンテナ（コイル状のパターン）や太陽電池バックシート導配線等を、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、アクリル等のシートに導電性インキ、導電性ペースト等を直接印刷した場合、導線部分となる画線部の膜厚が薄いため、電気回路として必要な導通能力が足りず、電気回路として成立しない虞がある。
【００１３】
（２）ＩＣカードアンテナ（コイル状のパターン）や太陽電池バックシート導配線等を、銅、アルミ、鉄、鉛、ＳＵＳ、スズ、亜鉛、チタン、金、銀等の導電性シート単体、または銅、アルミ、鉄、鉛、ＳＵＳ、スズ、亜鉛、チタン、金、銀等の導電性シートをＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル等のシートに貼り付けたものに、従来のグラビア印刷法または凹版印刷法によって防腐剤や耐腐食性インキなどを印刷し、塩酸、硫酸、塩化第２鉄、塩化第２銅、王水、硝酸等の薬品を使い、画線部以外の導電性シート、金属面を腐食させ、除去することで絶縁部を形成するようにした場合、導線部となる画線部、絶縁部となる非画線部の間隔が、数μｍから200μｍの間隔で配置されていると、画線部の防腐剤や耐腐食性インキの膜厚が薄いため、断線、ショートの可能性が高い。
【００１４】
（３）グラビア印刷法または凹版印刷法によって、画線部、非画線部の微細な表現意匠を表現する場合、塗布材料の粘度の調整可能範囲が狭いために、塗布材料が印刷対象物の表面において流れたり、印刷対象物の表面に付かなかったりすることがある。
【００１５】
（４）グラビア印刷法または凹版印刷法では、画線部の膜厚を数１０μｍ等に厚くする事ができない。
【００１６】
（５）建築部材用の壁紙等を製造する際、木目模様やその他の所定の絵柄模様を印刷し、樹脂によるコーティングや樹脂等で構成されるシートのラミネートを行った後、数μｍから数１０μｍの起伏の型押し（いわゆるエンボス加工）を行うことがある。この場合、エンボスの凹凸パターンと予め印刷していた絵柄模様は同調していることが望ましいが、絵柄模様の印刷、樹脂コーティング（または樹脂シートのラミネート）、エンボス加工と、それぞれの工程が分かれているために、シートの伸縮による影響が大きく、絵柄模様とエンボスの凹凸パターンの同調は困難であった。
【００１７】
（６）既存の孔版印刷、ロータリースクリーン、グラビア印刷、オフセット印刷等の印刷法では、融点が高温であるために、常温では固体の塗布材料（水性または油性のインキ、樹脂、導電性ペースト）を印刷対象物の表面に転写することが難しいこと。
【００１８】
（７）既存の数ユニットからなるグラビア多色輪転印刷機では、印刷膜厚が数μｍまでしか対応できないために、エレクトロニクス分野等の積層パターンを一連のグラビア多色輪転印刷機で印刷することができないこと。
【００１９】
（８）既存の数ユニットからなるグラビア多色輪転印刷機で、微細な部品や付加価値のついた部品を、たとえば、ＰＥＴシート上に樹脂等を印刷積層し、末端でＰＥＴシートと微細な部品や付加価値のついた部品を分離するなどのシステムの構築ができないこと。
【００２０】
本発明は上記のような従来のグラビア印刷法または凹版印刷法の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粘度の高い水性または油性のインキ、樹脂、導電ペーストなどを用いることが可能であり、かつ転写する膜の厚さを任意に増減でき、更に膜厚の厚い画線やパターン等を実現する印刷用版胴および印刷装置を提供することにあること。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明においては、自身の中心軸周りに回転可能で側面に多数個の微細な孔を有する円筒状の外管と、
前記外管の内部に配設された円筒状の内管と、
前記内管を支えて固定する内管軸と、
前記外管の内壁と前記内管の外壁で囲まれた空間に液状体を供給する液状体供給手段と、
前記内管軸と前記外管の内壁との間に配置され、前記外管の内壁と前記内管の外壁で囲まれた空間から前記液状体が漏れないようにするシール手段と、
を有し、前記内管の外周面における周長をＹとし、前記内管の外周面上における始点から該外周面に角度θで一周させた斜辺をＳ、一周させた斜辺の終点と斜辺の始点が前記内管の軸方向に平行な同じ線上に位置し、このときの終点と斜辺の始点を結ぶ線をＰとすると、Ｐ＝Ｙ/ｔａｎθで表すことができる螺旋状に形成され、更に、ＰをＮ分割した分割辺をpとし、前記凸部はpの数を備えることを特徴とする印刷用版胴としたものである。
【００２２】
本発明の請求項１の印刷用版胴により、従来のグラビア印刷法または凹版印刷法よりも粘度の高い塗布材料を用いることが可能となり、より厚い膜厚での印刷が可能となる。
【００２３】
請求項２の発明は、Ｐを等分割したことを特徴とする請求項１に記載の印刷用版胴である。
【００２４】
請求項３の発明は、前記内管を複数本の螺旋に形成された凸部を備える内管部を繋ぎ合わせて前記内管を形成したことを特徴とする請求項２に記載の印刷用版胴である。
【００２５】
請求項５の発明は、前記内管の外周面に螺旋状に巻きついた状態の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷用版胴としたものである。この請求項５の発明の印刷用版胴では、内管の外周面に螺旋状に巻きついた状態の凸部が形成されていることにより、外管と内管が相対的に回転した際に、外管の内壁と内管の外壁で囲まれた空間に供給された液状体を、外管の側面に形成された微細な孔から、より均一に外部へ押し出すことが可能となる。
【００２６】
本発明の請求項６においては前記内管の外周面に螺旋状に巻きついた状態の凸部の内部に温度調整手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の印刷用版胴としたものである。この請求項６の発明の印刷用版胴では、内管の外周面に螺旋状に巻きついた状態の凸部の内部に温度調整手段を有していることにより、融点が高温なため常温では固体の塗布材料を印刷対象物に印刷したり、塗布材料の温度調整によりその粘度を調整して塗布量を調整したりすることが可能となる。
【００２７】
請求項７の発明は前記内管を前記外管の内部に取り付ける際または取り外す際に使用される、内管付け外し口が前記外管の円筒側面部または円筒底面部に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の印刷用版胴としたものである。この請求項７の発明の印刷用版胴では内管付け外し口が外管に設けられていることにより、容易に内管を取り付けたり取り外したりすることができ、メンテナンスしやすくできるという利点がある。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の印刷用版胴と、前記印刷用版胴の外管を支えて回転させる外管駆動軸と、前記印刷用版胴の内管軸を支えて固定する内管軸支持手段と、印刷対象物を搬送する印刷対象物搬送手段と、搬送されている印刷対象物の所定面を前記印刷用版胴の所定位置に接触させる手段と、前記印刷用版胴の外管の外周面に接するように設けられたスキージー手段と、前記スキージー手段により外管の外周面から掻き落とされた前記液状体を集める液状体収集手段と、を有することを特徴とする印刷ユニットとしたものである。この請求項７の発明の印刷ユニットによれば、請求項１〜６のいずれかに記載の印刷用版胴を用いた印刷が可能となる。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項８に記載の印刷ユニットが複数個連結されて、各印刷ユニットが同期して動作することを特徴とする印刷装置としたものである。この請求項９の発明の印刷装置によれば、請求項１〜７のいずれかに記載の印刷用版胴を用いて複数種類の塗布材料で印刷を行うことが可能となる。
【００３０】
また、請求項１０の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の印刷用版胴を、グラビア印刷装置または凹版印刷装置の版胴として用いたことを特徴とする印刷装置としたものである。この請求項１０の発明の印刷装置によれば、既存のグラビア印刷装置または凹版印刷装置の版胴以外の機構をそのまま使って、請求項１〜７のいずれかに記載の印刷用版胴による印刷が可能となるので設備投資にかかる費用を抑えることができるという利点がある
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、従来のグラビア印刷法または凹版印刷法よりも高細線で厚い膜厚の印刷が可能になったことにより、下記（１）〜（８）のような効果が得られる。
【００３２】
（１）本発明によれば、たとえば、ＩＣカードアンテナ（コイル状のパターン）や太陽電池バックシート導配線等は、ＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル等のシート上に導電性インキ、導電性ペースト等を直接印刷することによって製造することができる。すなわち、導線部分となる画線部の膜厚を、電気回路に必要な導通能力が十分に得られる厚さとすることができるので、所定の機能や性能を持つ電気回路を製造することが可能となること。
【００３３】
（２）本発明によれば、たとえば、ＩＣカードアンテナ（コイル状のパターン）や太陽電池バックシート導配線等は、銅、アルミ、鉄、鉛、ＳＵＳ、スズ、亜鉛、チタン、金、銀等の導電性シート単体、または銅、アルミ、鉄、鉛、ＳＵＳ、スズ、亜鉛、チタン、金、銀等の導電性シートをＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル等のシートに貼り付けたものに、防腐剤や耐腐食性インキなどを印刷し、塩酸、硫酸、塩化第２鉄、塩化第２銅、王水、硝酸等の薬品を使い、画線部以外の導電性シート、金属面を腐食させ、除去することで絶縁部を形成する場合に、画線部の防腐剤や耐腐食性インキの膜厚を調整できるので、導線部である画線部、絶縁部である非画線部の間隔が、数μｍから200μｍの間隔で配置されている直線、曲線パターンの印刷が可能となり、断線、ショートの可能性を低減できるようになること。
【００３４】
（３）本発明によれば、画線部、非画線部の微細な表現意匠を表現する場合、塗布材料の粘度の調整可能範囲が広いため、塗布材料が印刷対象物の表面を流れたり付かなかったりしないようにすることができるようになること。
【００３５】
（４）本発明によれば、画線部の膜厚を数十μｍ等に厚くする事ができること。
【００３６】
（５）本発明によれば、たとえば、建築部材用の壁紙等を製造する際に、木目模様やその他の所定の絵柄模様を印刷した直後に、凹凸があり、かつ絵柄模様に同調したパターンで、樹脂を印刷することが可能となること。
【００３７】
（６）本発明によれば、融点が高温なため常温では固体の塗布材料（水性または油性のインキ、樹脂、導電性ペースト）を印刷対象物の表面に転写することが可能になること。
【００３８】
（７）本発明の印刷装置で、複数種類の塗布材料を所定膜厚および所定パターンで印刷していくことにより、たとえば、エレクトロニクス分野の積層配線回路を、多色印刷の手法で製造することが可能になること。
【００３９】
（８）本発明の印刷装置によれば、たとえばＰＥＴシート上に複数種類の樹脂等を印刷積層して微細な部品を形成し、最後に微細な部品をＰＥＴシート上から分離する、というような部品製造工程を構築することが可能となること。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態についての印刷用版胴の構造を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態についての印刷用版胴をグラビア印刷システムに使用した場合の概略図である。
【図３】本発明の実施形態の印刷用版胴内管の螺旋傾斜角と内管に形成されるピッチの概略図である。
【図４】（ａ）は図３に示す形態においてａ螺旋の傾斜角が垂直に近づくと塗布材料の外への押出しベクトルが小さくなってしまうことを示す説明図、（ｂ）は同じく図３に示す形態においてｂ螺旋のピッチを広くすると、螺旋の傾斜角が鋭角側になり、塗布材料の外側への押出しベクトルが大きくなることの説明図である。
【図５】本発明の実施形態において螺旋の傾斜角を固定した場合に円筒の円周長が小さいと、螺旋のピッチが小さくなる現象を示す図である。
【図６】本発明の実施形態において螺旋の傾斜角を図５と同じ角度に固定した場合に円筒の円周長が大きいと、螺旋のピッチが大きくなる現象を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の印刷用版胴内管を実際のグラビア版胴に組み込んだ概略図である。
【図８】本発明の実施形態において、直角三角形を円筒に巻きつけると斜辺によって、螺旋構造が形成できることを示す図である。
【図９】本発明の実施形態において、直角三角形を形成する、斜辺、底辺、垂線、角度等の定義づけをおこなう図である。
【図１０】本発明の実施形態において、直角三角形を角度一定にして等間隔で横に移動しながら重ね、一つの直角三角形の底辺の長さを等分し、斜辺を重ねた集合体を１単位とする図である。
【図１１】図１０で定めた１単位を斜辺形成する角度を同じにして、等間隔で複数連続して並べた図である。
【図１２】本発明の実施形態において、印刷用版胴内管表面に、図１１で形成した図形を巻き付けるイメージ図である。
【図１３】図１２で巻き付けられた等間隔、等角度で形成された斜辺を重ねた集合体の巻き始めと巻き終わりの斜辺の先端が、滑らかに重なる様子を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態において、螺旋構造に使用される線の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照しながら、本発明の印刷用版胴および印刷装置の実施形態について説明する。
【００４２】
図１は、本実施形態のグラビア印刷機の版胴ロール（版胴）１０の、その回転軸を含む平面で切った断面図を示している。版胴ロール１０の版面部分を構成する外管１００は、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの金属からなる円筒形状の部材であり、この外管１００において版面部分にあたる円筒形状部の側面（管壁）には、微細な孔４０１が多数個形成されている。外管１００の一方の端部には、外管１００を支えてその外管１００を回転させるための駆動軸１１０に連結する外管連結部４０２が設けられている。外管１００の他方の端部には、この外管１００を支えて後述する内管１０１と連結した後述する内管軸１０７を通すための外管連結口４０３が設けられている。
【００４３】
外管１００の内部には、円筒形状に形成した内管１０１が配設されている。外管１００と内管１０１とはそれらの円筒部の中心軸が互いに一致する状態で配置されている。外管１００と内管１０１とはいわゆる２重管構造になる。内管１０１は外管１００よりも長い。内管１０１はその中心軸を通る位置に配置された内管軸１０７によって支えられ、ここでは固定的に支えられた状態で配置されている。外管１００から側方へ突き出した内管１０１の部分には電熱線取り出し口１０５が設けられており、この電熱線取り出し口１０５より内管１０１内に配設した加温用電熱線に通じる電熱線リード１１５が導出されている。
【００４４】
外管１００の両端にそれぞれ位置する外管連結部４０２および外管連結口４０３はいずれもメカニカルシール等のシール材１０２およびベアリング１０４を介して内管軸１０７と連接している。外管１００はベアリング１０４により内管１０１に対して回転することができるように支持されている。
【００４５】
内管軸１０７は内管１０１を支えて内管１０１を固定しているが、この固定的に配置した内管軸１０７の内部には、配管部４０４が設けられている。内管軸１０７の外管連結口４０３側には、液体供給口１０６Ａが設けられ、この液体供給口１０６Ａには、注入配管１０６が接続されている。そして、注入配管１０６を通じて、水性または油性のインキ樹脂、導電性ペーストなどの液体状塗布材料を液体供給口１０６Ａから配管部４０４の内部に供給するようになっている。
【００４６】
配管部４０４には、外管１００の内壁と内管１０１の外壁に囲まれた空間内に塗布材料を供給するための塗布材料排出口４０５が設けられている。この塗布材料排出口４０５は、外管連結口４０３側と外管連結部４０２側の２箇所に少なくとも１個ずつ、またはそれ以上の個数設けられている。また、塗布材料排出口４０５は外管連結口４０３または外管連結部４０２以外の内管１０１の部分に設けるようにしてもよい。
【００４７】
そして、この塗布材料排出口４０５から外管１００の内壁と内管１０１の外壁に囲まれた空間内に塗布材料を供給すると、供給された塗布材料は、この外管１００の内壁と内管１０１の外壁に囲まれた空間内を満たし、外管１００の版面部分に設けられた多数の微細な孔４０１から外管１００の外部に押し出される。
【００４８】
図１に示すように、内管１０１の外周面には、螺旋状に巻きついた状態で設けられる凸部１０１Ａが設けられている。この螺旋状構造の凸部１０１Ａを設けた状態での内管１０１に対して外管１００が回転することにより外管１００の内壁と内管１０１の外壁に囲まれた空間にある液体状の塗布材料は外管１００の側面の多数の微細な孔４０１から均一に押し出される。つまり、液体状の塗布材料は、外管１００の回転に伴って塗布材料排出口４０５から螺旋状構造の凸部１０１Ａの間を伝って移動させられるので外管１００の内壁と内管１０１の外壁に囲まれた空間内全体に行き渡るようになる。また、螺旋状構造の凸部１０１Ａは既存の孔版やロータリースクリーンにおけるスキージーのように、塗布材料を外管１００側面の微細な孔４０１から掻き出す役割を果たす。この螺旋状構造の凸部１０１Ａによる掻き出しの作用・効果により、微細な孔４０１の孔径や密度が異なる領域においても塗布材料の量を均一に分配することができる。螺旋状構造の凸部１０１Ａは後述する条件を満たせば、１条でも多条でもよい。
【００４９】
図３に示す、内管１０１の外周面に設けられる凸部１０１Ａによる螺旋状構造は一定のパラメーターを有する構造をとらなければならない。凸部１０１Ａによる螺旋のピッチ８０１を狭くする配置方向、つまり図４（ａ）に示すように、螺旋のピッチ８０１を狭くなるように形成すると、凸部１０１Ａによる螺旋の傾斜角θ８０２が垂直に近くなり、塗布材料の外への押出しベクトル８０３が小さくなる。逆に、螺旋のピッチ８０１を広くする配置方向、つまり図４（ｂ）に示すように、螺旋のピッチ８０１を広く形成すると、凸部１０１Ａによる螺旋の傾斜角θ８０２が鋭角側になり、塗布材料の外側への押出しベクトル８０３が大きくなる。
【００５０】
次に、図５、図６に示すように、螺旋の傾斜角θ８０２を任意のある値に固定した場合において、円筒の円周長８０４を大きくすると、その分、螺旋のピッチ８０１が大きくなり、円筒が１回転した時の螺旋の移動量が自動的に大きくなる。つまり、螺旋のピッチ８０１が大きくなる分、大量の塗布材料を螺旋内に供給する必要がある。なぜなら、塗布材料の供給能力が、不安定または不足すると、円筒外へ押出す塗布材料の量が均一に継続しなくなってしまうからである。そこで、螺旋のピッチ８０１を任意に選択し、円筒の円周長８０４に合せた螺旋を形成する必要がある。
【００５１】
本発明は、この課題に応じて、印刷用円筒部分の螺旋を形成しようとするものである。
【００５２】
図７は本実施形態の版胴ロール１０の左半分の螺旋構造を示している。この螺旋構造は、図７での正面上で版胴ロール１０を上下均等に２分割する、版胴ロール１０の中心軸に平行な線と円筒の接線となる線とが成す角度、すなわち版胴ロール１０の中心軸に平行な線に対する、接線となる線とが成す角度を傾斜角θ８０２としてこの傾斜角θ８０２でその螺旋の傾きを表すことができる。この螺旋構造は、螺旋の軌跡を図７での正面上で見ると、Ｓｉｎカーブ８０５を描きながら円筒面に等ピッチで描かれる。この実施形態の版胴ロール１０の内管１０１には直角三角形の斜辺の二乗は他の二辺の二乗を加えたものに等しいという三角関数の関係を採用して本発明の特徴とする螺旋構造を表すことができる。
【００５３】
図８は、直角三角形８０６の形を円筒に巻きつけると、その直角三角形８０６の斜辺によって螺旋構造が形成できることを示している。この直角三角形８０６について、直角三角形の垂線を円筒の周長をＹとし、円筒上に始点から角度θで一周させた斜辺をＳ、一周させた斜辺の終点と斜辺の始点を結ぶ線をＰとすると、Ｐ＝Ｙ/ｔａｎθで表すことができる（図９参照）。
【００５４】
図９において、Ｐが大きい場合、本発明の螺旋構造ではＰの間を等間隔に角度θを保ったままＳの辺でＰを必要な数ｎだけ分割する必要が出てくる。
【００５５】
そのＰを等分割した分割辺をpとすると、pの数ｎは周長ＹをＮ分割した時のＮに等しいから、
p=Ｐ/ｎ=（Ｙ／tanθ）／n=Ｙ／ｎtanθ
よって、n=Ｎ=Ｙ／ptanθで規定することができる。
【００５６】
本発明の螺旋構造はこの規定に基づいて形成することを特徴としている。また、nとＰの関係は、Ｐ＝n×p（n：正の整数）で表せ、Ｐをnで割ると必ず割切れる関係にある。
【００５７】
したがって、図１０において示すように、斜辺Ｓ、周長Ｙ、およびＰ、角度θであらわす２等辺三角形をn個分複製し、重ねる事により、斜辺Ｓ、周長Ｙ、およびＰ、角度θで表す２等辺三角形が図１０に示されるよう、辺Ｐをｎ等分した間隔でｎ個重ねた集合体となり、これを１単位９０１とする。
【００５８】
図１１は、角度θの複数の凸部の螺旋を形成した１単位９０１を、その最初の角度θのものの始点を頂点として水平方向にpをｎ個積算した距離の終点に別の1単位のθの最初のものの始点を重ねる要領で、連続して複数の単位のものを重ねたものを示している。これらの重ね合わせた図形の最も外側の端点からそれぞれＰ分の距離を引いた長さが対象となる円筒の面長Ｗより大きくなるまで重ねることにより円筒円周Ｙに対する面長Ｗの幅を埋める角度θの斜辺Ｓ、間隔ｐの長方形の集合体が形成される。
【００５９】
上記で形成された長方形の集合体を内管１０１の外周面に面長Ｗを円筒の円周方向に直行するように巻き付けると、図１２に示される螺旋構造になる。この図１２においては、結果的に重なった図形の頭とお尻が最終的に合わさり、斜線Ｓの端点である頭と尻も連続して合わさることを示しており、連続した螺旋構造になる。
【００６０】
また、図１３においては、図１２で形成された連続した螺旋構造の形状を示すものである。
【００６１】
図１３に示す螺旋構造の形状は円周Ｙ、幅Ｗの円筒上に、斜線Ｓが角度θでピッチｐの間隔で連続したスパイラルが描かれた線上に、任意の直径または高さの柱線、たとえば図１４に示すような円柱線１２０１、四角柱線１２０２、台形線１２０３、三角柱線１２０４を巻き付けた形状のものである。
【００６２】
このように形成された螺旋構造を用いて、本発明の内管を形成するが、螺旋の最適ピッチについては以下の内容から定義することができる。  
ピッチが大きいと、単位時間あたりのインキの供給量大となり、ポンプ吐出能力に対する依存度が大きくなり、外部環境からの不安定要因による影響が大きい。また、ピッチが小さいと、単位時間あたりのインキの供給量が小となるが、インキのシリンダー内循環速度が遅くなり、円筒内のインキの攪拌能力が低下する。ただし、外周の円筒への研磨、ドクター、圧胴等の外圧に対する強度を確保するにはある程度の狭ピッチに仕上げる必要がある。
【００６３】
そして、ピッチの選定には、ポンプの吐出能力に合せて行うことが最も望ましい。また、連続したスパイラルが描かれた線上に任意の直径または高さの円柱線および四角柱線、台形線、三角柱線を巻きつけた時の円筒面からの高さ×ピッチ間距離で表す断面積と円筒の円周との積、すなわちスパイラル１巻き分の体積とポンプ１秒間に供給可能な最大吐出量の８０％とがほぼ等しくなることが望ましい。
【００６４】
また、螺旋の最適角度は以下の内容から定義する。  
外円周の回転ベクトルに対し、直交すると、インキの流動性が無くなる。外円周の回転ベクトルに対し、平行すると、インキの流動性が良くなるが、インキの外部への流出が無くなる。従って、本発明における螺旋角度は、トレードオフの関係から、θ＝45°から70°の間で推移するようにすることが望ましい。
【００６５】
外管１００の内壁と内管１０１の外壁に囲まれた空間内は、液体状の塗布材料の内部圧力がかかり、高温にさらされる。また、外管１００と内管１０１は相対的に回転運動するものである。したがって、内管軸１０７と、外管連結部４０２および外管連結口４０３を連接しているメカニカルシール等のシール材１０２は内部圧力や高温、摩擦に耐えうるフッ素樹脂やセラミック等で出来たものを選択することが望ましい。また、ベアリング１０４に対しては絶縁性があることが望ましい。
【００６６】
注入配管１０６と液体供給口１０６Ａを介して、塗布材料を内管軸１０７内の配管部１０６に注入するためのポンプとしては、塗布材料が一定の粘度をもつ液体状であれば、図１に示すスクリューポンプ等の定量ポンプ１０８を選択すればよい。あるいは、塗布材料として固体樹脂を加熱溶解して液体状としたものを使用する場合は、図１に示す固体樹脂を加熱溶解して液体状にして送液できるスクリューポンプ等の定量ポンプ１０９を用い、さらに螺旋状構造の凸部１０１Ａ内部の加熱手段により塗布材料を所定温度に保つようにすればよい。
【００６７】
図２に示すように、外管１００側面の微細な孔４０１から押し出された塗布材料のうちの余分な分量２２３は、ドクターブレード２２０によってかき落とされ、所定量の塗布材料２０４が印刷対象物２２２の表面に転写される。印刷速度や塗布材料の圧力を適切な値に設定することにより、転写した塗布材料２０４の膜厚を調整することができる。
【００６８】
転写後の印刷対象物２２２は所定温度に設定された乾燥炉（または冷却炉）２２１を通され、転写された塗布材料２０４を印刷対象物２２２の表面に固着させる。
【００６９】
また、ドクターブレード２２０によってかき落とされた余分な塗布材料２２３は、いったんインキパン２９０上に集められて、ポンプ１０８（または１０９）に送られて循環する。
【００７０】
本実施形態の印刷装置においては、外管１００側面の微細な孔４０１は、大きさおよび密度が一様に形成されているものとする。したがって、転写された塗布材料２０４は大きなパターンのない一様なものとなる。すなわち、用いられた塗布材料の粘度が低くて微細な孔４０１の個々から転写された塗布材料２０４が互いに付くような場合には一様なベタ塗りの状態となる。また、用いられる塗布材料の粘度が高くて微細な孔４０１の個々から転写された塗布材料２０４が互いにくっつかない場合には微小なドット状パターンが一様に形成されている状態となる。
【００７１】
本実施形態の印刷装置において、所定のパターンを有する印刷を行う場合は外管１００側面に密着するようにして所定のパターンを有する版を設けるようにすればよい。
【００７２】
本発明の印刷装置では、版胴ロール１０（および版胴ロール１０を支持して駆動する部分）以外の機構は、既存のグラビア輪転印刷機を使うことが出来る。さらに複数ユニットを有する多色グラビア輪転印刷機において本発明の版胴ロール１０を用いて、複数種類の塗布材料を塗布するようにすれば、各塗布材料を所定膜厚の所定パターンで塗布することが可能な、印刷装置とすることが可能である。
【実施例】
【００７３】
ニッケルを主材とする厚さ３５０μｍの円筒状の部材を用いて、版面部分の円周９４０ｍｍ、面長1４００ｍｍの外管１００を作成した。
【００７４】
また、鉄Ｓ４５Ｃを主材とする円筒状の部材を用いて、外径円周６４０ｍｍ、面長１４００ｍｍの内管１０１を作成して、その外周に螺旋状構造の凸部１０１Ａを設けて、外管１００の内部に配設した。螺旋状構造の凸部１０１Ａの、内管１０１の表面からの高さは２０ｍｍ程度になるようにした。
【００７５】
版胴ロール１０のその他の部分の構成は本発明の実施形態で説明した通りである。この版胴ロール１０を既存の多色グラビア輪転印刷機に取り付けて使えるようにした。
【００７６】
（実施例１）
厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを基材とし、市販の導電銀ペースト（太陽インキ製造株式会社製ＥＣＭ−１００）をＩＣカード用のアンテナパターン状に塗布した。得られた導電銀ペーストのアンテナパターン（乾燥後）は、膜厚３０μｍでありながら３０μｍ幅の高精細な画線を形成している事が確認された。
【００７７】
この実施例１では、通常のグラビア印刷では扱えない高粘度のシルクスクリーン用の導電性銀ペーストを使用することが可能であった。
【００７８】
また、得られたＩＣカード用のアンテナ回路の導電性について調べた結果、抵抗値５×１０-５Ω・ｃｍと低抵抗であることが確認できた。
【００７９】
（実施例２）
多色グラビア輪転印刷機の１色目の印刷ユニットで、実施例１と同様にして導電銀ペーストでＩＣカード用のアンテナパターンを印刷して、乾燥炉を通して乾燥させた後、２色目の印刷ユニットで、一般にソルダーレジストと呼ばれる絶縁性インキをベタ塗りで印刷した。
【００８０】
この結果、導電性銀ペーストによって印刷されたアンテナ回路パターンの上に、絶縁性インキの層を積層することが出来た。
【００８１】
乾燥後、アンテナ回路パターンの導通テストを実施した結果、抵抗値は実施例１と同様の５×１０-５Ω・ｃｍを示し、回路パターンと絶縁層の積層が可能であることがわかった。さらに印刷ユニット数の多い多色グラビア印刷機を用いることにより、８〜１０層の多層回路形成が可能であることが判った。
【００８２】
（実施例３）
印刷ユニットが４つの多色グラビア印刷輪転機を用い、１〜３色目の印刷ユニットで木目柄の壁紙を通常のグラビア印刷法で印刷した後、４色目の印刷ユニットに配置した本発明の版胴ロール１０により透明樹脂を印刷した。
【００８３】
この実施例３においては、版胴ロール１０の外管１００外側に、木目柄と同じ諧調の版を従来のグラビア製版法で形成し、また、螺旋状構造の凸部１０１Ａの内部に配設された加熱手段により透明樹脂を加熱して粘度を調整して印刷した。これにより、通常のグラビア印刷により印刷された木目の意匠と同調した、凹凸のあるエンボスシートを形成できた。
【００８４】
（実施例４）
本発明の版胴ロールにおける、螺旋構造の効果の検証を行った。
【００８５】
本発明の直径３００ｍｍ、面長１４００ｍｍの内管に高さ５ｍｍ、傾斜角度６０度螺旋を形成する為、前記定義を採用し、製作を行った。
【００８６】
直径３００ｍｍの円周は、９４２ｍｍであるから円周を６０分割すると、n=Ｎ=Ｙ／ptanθの定義を採用し、
６０＝９４２/ｐｔａｎ６０°
ｐ＝９４７/６０ｔａｎ６０°
ｐ＝９.１１
となる。
【００８７】
Ｐ＝n×p＝Ｎ×ｐ  （n：正の整数）から
Ｐ＝６０×９．０６４＝５４３．８６
よって、直径３００ｍｍの円周の内管で傾斜角度６０度螺旋を形成し、ピッチ９.１１ｍｍの斜辺で円周を６０分割する1単位の底辺は、５４３．８６ｍｍである。
【００８８】
このことから、面長１４００ｍｍの内管に必要な上記螺旋構造を満たす為には、本発明の定義から図１２に示すように、
Ｐ+Ｗ+Ｐ＝５４３．８６＋１４００＋５４３．８６＝２４８７．７２の長さの１単位の集合体を形成し、その集合体の両端から各５４３．８６分の距離の部分を差し引いた。
【００８９】
結果、形成された図形を直径３００ｍｍ、面長１４００の内管に描写し、内管上面に描かれた螺旋に沿って、高さ５ｍｍ、幅３ｍｍの四角柱の帯を溶接して固定した。
【００９０】
この高さ５ｍｍの螺旋を溶接した内管の最外周を取り巻く様に外管１００を形成した版胴ロール１０を製作した。
【００９１】
さらに、同じピッチで角度８０度の螺旋構造をもつ直径３００ｍｍ、面長１４００、螺旋を形成する高さ５ｍｍ、幅３ｍｍ帯を溶接した内管の最外周を取り巻く様に外管１００を形成した版胴ロール１０を製作した。
【００９２】
上記の、螺旋角度６０度、８０度の版胴ロールを既存グラビア輪転機に組み込み、常温２３℃下、粘度１５０ｄＰａ．ｓの樹脂を使用し、版胴への供給吐出圧力１．５Ｍｐａの高粘度液用ポンプを使用し、一定時間、版胴ロールの外管１００を回転数３０ｒｐｍで空転し、満遍なく外管の側面に設けられた微細な孔４０１から樹脂が搾出されたことを確認した後、一度、ポンプを止め、回転は止めずにグラビア輪転機に設置されているドクターブレード２２０を版胴ロールの外管１００に接触させ、版胴ロール表面に搾出された樹脂を全て掻き取り、さらに回転を止め、ドクターブレード２２０に付着した樹脂も取り除き、ドクターブレード２２０を版胴ロールの外管１００に接触させた状態にした。
【００９３】
この状態からスタートとして、再度同時に版胴ロールの外管１００を回転数３０ｒｐｍ、ポンプ１．５Ｍｐａに戻し、５分間この状態を維持して、機械を止めた。
【００９４】
この検証方法を、上記螺旋６０度、８０度に適用して、同じ時間での吐出量の総量を測定した。その結果、６０度の樹脂量１．２８ｋｇに対し、８０度の樹脂量０．８４ｋｇという結果となった。したがって、角度６０度の方が、搾出効果が高いことが判り、図３で示すベクトルの効果を確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明によって、エレクトロニクス用デバイス関連等の配線パターンをよりシャープに、断面積を増加することが可能となり、電気抵抗値の少ない、低発熱回路を形成することができる。
【００９６】
本発明によって、エレクトロニクス用デバイス関連等の導線層、絶縁層、から形成される多層回路形成が、容易に短時間で形成できる。
【００９７】
この発明によって、建材用化粧シートの繊細パターン、たとえば抽象パターンなど、いままで表現することが困難だった意匠を容易に表現することができる。
【００９８】
本発明によって、医療分野等の研究用、工業用の幅数μｍ、深さ数μｍからなるポリマー基盤に溝が掘られたパターンに再度ポリマーで蓋をした構造をもつマイクロチャンネルまたはマイクロフラスコといわれるチップを大量に安価に製作できる。
【００９９】
これを使って、例えばキレート水溶液と油相をマイクロレベルで混合する事が可能となり油水界面から油相へキレート化合物を溶け出し、分離することができる。
【０１００】
その他、マイクロレベルでの化学反応がこのチャンネルで可能となり、レーザー等によるDNA 分析等も可能となる。
【０１０１】
本発明によって、この発明のシステム自体の規模をサイズ的に縮小する事で、超微細パターン印刷への応用も可能となる。
【０１０２】
本発明によって、膜厚のある多色印刷が可能となり、食品加工印刷として多層カラー食品印刷分野への展開が望める。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…版胴ロール
１００…外管
１０１…内管
１０１Ａ…凸部
１０２…メカニカルシール等のシール材
１０４…ベアリング
１０５…電熱線の取り出し部
１０６…塗布材料の注入配管
１０７…内管軸
１０８…液状樹脂の定量送付可能なポンプ
１０９…固形樹脂の加熱による溶融が可能なポンプ
１１０…外管を回転させる駆動軸
２２０…ドクターブレード
２２１…適度な温度に設定した乾燥炉または冷却炉
２２２…印刷対象物
２２３…余分な塗布材料
２２４…塗布材料
２９０…インキパン
４０１…外管の側面に設けられた微細な孔
４０２…外管連結部
４０３…外管連結口
４０４…配管部
４０５…塗布材料排出口
８０１…螺旋のピッチ
８０２…螺旋の傾斜角θ
８０３…押出しベクトル
８０４…円筒の円周長
８０５…Ｓｉｎカーブ
１２０１…円柱線
１２０２…四角柱線
１２０３…台形線
１２０４…三角柱線
【図１】
2012126069.tif 000003
【図２】
2012126069.tif 000004
【図３】
2012126069.tif 000005
【図４】
2012126069.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2012126069.tif 000010
【図９】
2012126069.tif 000011
【図１０】
2012126069.tif 000012
【図１１】
2012126069.tif 000013
【図１２】
2012126069.tif 000014
【図１３】
2012126069.tif 000015
【図１４】
2012126069.tif 000016