(57)【要約】【課題】立体形状を有する被印刷体に大面積に印刷可能な印刷装置及び印刷物の製造方法を提供することにある。【解決手段】一方の面に印刷版と接する面を有し、もう一方の面が印刷定盤と下支持体に対向する、可とう性を有するブランケットと、少なくともブランケットと接する上面側は、平面である印刷定盤と、印刷定盤と所定の距離を置いて配置される、可とう性を有する下支持体と、下支持体と対向し、下支持体とブランケット及び被印刷体とを挟み込むように配置される、可とう性を有する上支持体と、を備え、少なくともブランケットを印刷定盤から下支持体の方向に向かって移動する機構を備えるオフセット印刷装置。【選択図】図１
2017136698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に印刷版と接する面を有し、もう一方の面が印刷定盤と下支持体に対向する、可とう性を有するブランケットと、
少なくとも前記ブランケットと接する上面側は平面である印刷定盤と、
前記印刷定盤と所定の距離を置いて配置される、可とう性を有する下支持体と、
前記下支持体と対向し、前記下支持体と前記ブランケット及び被印刷体とを挟み込むように配置される、可とう性を有する上支持体と、を備え、
少なくとも前記印刷版からインキが転写された前記ブランケットが前記印刷定盤から前記下支持体の方向に向かって移動し、前記上支持体と前記下支持体を用いて被印刷体に前記ブランケットを圧着する機構を有するオフセット印刷装置。
【請求項２】
前記ブランケットに接する支持ロールが回転することで、前記ブランケットが移動する機構を有する請求項１に記載のオフセット印刷装置。
【請求項３】
所望するパターンが形成された印刷版にインキを充填する工程と、
前記印刷定盤上に配置された前記ブランケットの表面を前記印刷版が移動することでインキを前記ブランケットの表面に転写する工程と、
前記印刷定盤から前記下支持体の方向に向かって前記ブランケットが移動する工程と、
可とう性を有する前記下支持体と上支持体を用いて前記ブランケット及び被印刷体を挟み込むことで被印刷体にインキを転写する工程と、を備える印刷物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット方式で立体物への印刷を行う印刷装置及び印刷物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子部品やロボット関連及びウェアラブル関連等において小型化、軽量化、薄型化が要求されている。これらを構成する中に電気配線、信号線等が含まれフレーム等に直接印刷形成されるようになってきた。印刷形成の方法としてスクリーン印刷やグラビア印刷により印刷形成する方法がある。しかしながら、これらの印刷法では基本的に平面にしか印刷が行えない。この為、平面状態で印刷形成をした後にフレーム等の必要な形状に再成型しなければならない問題があった。
【０００３】
また、別の方法としてはディスペンサー印刷法による形成方法がある。ディスペンサー印刷法は被印刷物の形状に合せてデェスペンサーの位置や高さを調整しながら印刷する事が可能である為、印刷後に再成型をする必要が無い。しかしながらディスペンサー印刷法では一度に大量の印刷が困難であり生産性が低い問題がある。
【０００４】
そこで、立体形状を有する被印刷物に効率よく印刷形成する方法としてパット印刷法がある。パット印刷法では立体形状に合せたパットに印刷版からインキを転写し、これを被印刷物の立体形状の所定の位置に押し当てて印刷をする。この為被印刷物形状毎に対応するパットが必要となる問題がある。  
【０００５】
パット印刷法では形状に合せたパットが必要であり、印刷場所に合せパットの交換や印刷回数が増加する。また大面積での印刷では更に印刷回数等が増加してしまい、生産性が低下する問題がある。
【０００６】
特許文献１に開示された発明であれば、被印刷体の印刷面を複数の小被印刷面に分割することで、立体形状を有する被印刷体に印刷することが可能となり、上記の問題を解決することが可能である。しかしながら、例えば大面積の被印刷体に印刷を行う場合は印刷回数が増加し、生産性が低下する問題がある。また、工程数増加による品質不良が増加する可能性がある。さらには、被印刷体にブランケットを押し付けた際に被印刷体の破損を招く恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００９−１４３４８０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するもので、その目的とするところは、立体形状を有する被印刷体に大面積に印刷可能な印刷装置及び印刷物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、一方の面に印刷版と接する面を有し、もう一方の面が印刷定盤と下支持体に対向する、可とう性を有するブランケットと、少なくともブランケットと接する上面側は平面である印刷定盤と、印刷定盤と所定の距離を置いて配置される、可とう性を有する下支持体と、下支持体と対向し、下支持体とブランケット及び被印刷体とを挟み込むように配置される、可とう性を有する上支持体と、を備え、少なくとも印刷版からインキが転写されたブランケットが印刷定盤から下支持体の方向に向かって移動し、上支持体と下支持体を用いて被印刷体にブランケットを圧着する機構を有するオフセット印刷装置である。
【００１０】
本発明の別の一態様は、所望するパターンが形成された印刷版にインキを充填する工程と、印刷定盤上に配置されたブランケットの表面を印刷版が移動することでインキをブランケットの表面に転写する工程と、印刷定盤から下支持体の方向に向かってブランケットが移動する工程と、可とう性を有する下支持体と上支持体を用いてブランケット及び被印刷体を挟み込むことで被印刷体にインキを転写する工程と、を備える印刷物の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、立体形状を有する被印刷体に大面積に印刷可能な印刷装置及び印刷方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る印刷方法のフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る印刷工程毎の模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る印刷工程毎の模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る印刷工程毎の模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る実施例で使用した立体構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
以下、本発明の第１の実施形態に係る印刷装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお各図は、理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の要素と異なる箇所があるが、適宜、設計変更することが可能である。図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置の概要を示す模式図である。
【００１４】
図１に示すように本発明の実施形態に係る印刷装置は、ブランケット２、印刷定盤４、下支持体８、上支持体６及び支持ロール１０を備えている。ブランケット２は、所望する方向に移動が自在である。またブランケット２は、一方の面において印刷版と接する面を有し、もう一方の面において印刷定盤４と下支持体８に対向して配置されている。さらにブランケット２は支持ロール１０と接して配置されている。支持ロール１０が回転することでブランケット２は、移動する機構を有している。
【００１５】
ブランケット２は、その表面で印刷版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、公知の各種の材料を用いることができる。特に、溶剤吸収性のあるものが好適である。またブランケット２の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３−２０１２に示される測定法で５°以上３０°以下が好ましい。この範囲であればブランケット２が被印刷体の形状に追従して変形することで立体形状を有する被印刷体への印刷が可能となる。
【００１６】
印刷定盤４は、ブランケット２が印刷版と接する面と対向する裏面側に配置されている。印刷定盤４は、ブランケット２と接する上面側に平面部を備えている。この印刷定盤４の平面部は、ブランケット２の平面部と僅かな隙間を設けて対向し配置される。印刷定盤４は、多孔質の印刷定盤であっても良い。図示しないが、印刷定盤４は、真空排気装置または圧縮空気装置と接続することで、真空排気系と圧縮空気系の切り替えが自在な構造となる。印刷用ブランケット２を印刷定盤４に吸着する場合は真空系接続される。印刷用ブランケット２を印刷定盤４から開放および移動する場合は圧縮空気系に接続される。印刷定盤４を真空排気装置または圧縮空気装置と接続することで、所望するブランケット２の面にインキを転写することが可能となる。
【００１７】
インキは、本発明に係る実施形態において得に限定はされない。例えば、熱硬化性かつ光焼成型の導電性インキを用いることができる。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を選択することが可能である。
【００１８】
下支持体８は、ブランケット２が印刷版と接する面と対向する裏面側に配置されている。また下支持体８は、印刷定盤４と所定の距離を置いて配置されている。さらに下支持体８は、ブランケット２と接する上面側に平面部を備えている。この下支持体８の平面部は、ブランケット２と僅かな隙間を設けて対向し配置される。下支持体８は、可とう性を有している必要がある。これは、支持体の材質が限定されるものではない。例えば、下支持体８の基材にコーティングや印刷等を施して可とう性を付与してもよいし、可とう性を有する基材を支持体に付帯させて可とう性を付与してもよい。支持体が可とう性を有することによって、被印刷体の形状に支持体が追従し、立体形状を有する被印刷体への印刷が可能となる。さらに被印刷体の形状に支持体が追従可能であるため破損し易い基材であっても破断すること無く印刷することが可能となる。
【００１９】
上支持体６は、下支持体８とブランケット２の真上に位置する。その為下支持体８の位置に応じて、適宜、上支持体６の位置を調整することが可能である。上支持体６は、可とう性を有している必要がある。これは、支持体の材質が限定されるものではない。例えば、上支持体６の基材にコーティングや印刷等を施して可とう性を付与してもよいし、可とう性を有する基材を支持体に付帯させて可とう性を付与してもよい。支持体が可とう性を有することによって、被印刷体の形状に支持体が追従し、立体形状を有する被印刷体への印刷が可能となる。さらに被印刷体の形状に支持体が追従可能であるため破損し易い基材であっても破断すること無く印刷することが可能となる。
【００２０】
本実施形態における被印刷体の材質及び形状は、特に限定はされない。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）を用いることができ、他の樹脂材料、紙、不織布を用いても良い。また本発明における被印刷体は、立体形状を有するものに限らず平面形状を有するものでも構わない。
【００２１】
［印刷方法］
図２では、本実施形態における印刷装置を用いた印刷物への印刷方法についてフローチャートを用いて簡略的に示している。所望する印刷パターンが形成された印刷版にインキを充填する工程（図３（ａ））と、多孔質の印刷定盤に吸引して印刷用ブランケットを吸着する工程（図３（ｂ））と、印刷版に充填したインキを印刷用ブランケットに転写する工程（図３（ｃ））と、印刷パターンが転写されたブランケットを被印刷体が配置されている位置まで移動する工程（図４（ｄ））と、被印刷体と印刷パターンの位置合わせを行う工程（図４（ｅ））と、被印刷体をブランケットに接触させる工程（図４（ｆ））と、上支持体と下支持体で被印刷体と印刷用ブランケットを圧着する工程（図５（ｇ））と、上支持体と下支持体の圧着を開放する工程（図５（ｈ））とを有している。
【００２２】
図３、４、５では、本実施形態における印刷装置を用いた印刷物への印刷方法について図面及び図２のフローチャートを参照しながら詳細に示す。本実施形態における印刷装置は、図３（ａ）に示す通りである。
図３（ｂ）は、印刷版２０に形成された印刷パターン３０にインキ５０を充填する態様を示している。印刷定盤４は、多孔質の印刷定盤であり、図示しないが真空排気装置または圧縮空気装置と接続されており、切り替えができる構造となっている。印刷用ブランケット２を印刷定盤４に吸着する場合は真空系接続される。印刷用ブランケット２を印刷定盤４から開放および移動する場合は圧縮空気系に接続される。図３の（ｂ）に示す下向き矢印４ａは真空吸着を示す。（以降吸着とする）また図４の（ｄ）に示す上向き矢印４ｂは圧縮空気の吐出を示す。（以降ブローとする）印刷定盤４を真空排気装置または圧縮空気装置と接続することで、所望するブランケット２の面にインキを転写することが可能となる。印刷版２０には、所望する印刷パターン３０が形成されている。印刷版２０にドクタ４０を圧接させ図面向かって反時計周りに印刷版が回転することによって印刷パターン３０にインキ５０が充填される。またドクタ４０を用いて印刷に必要量のインキ５０を印刷パターン３０に供給し、印刷に不要なインキ５０は、ドクタ４０で掻き取りを行う。
【００２３】
図３（ｃ）は、印刷パターン３０に充填されたインキ３０ａをブランケット２に転写する態様を示している。印刷パターン３０の形成された印刷版２０は、図面向かって反時計方向に回転しながら矢印の方向へ移動することで、ブランケット２に充填インキ３０ａを転写することが可能となる。
【００２４】
図４（ｄ）は、ブランケット２に充填インキ３０ａを転写した後、被印刷体６０の位置まで充填インキ３０ａが転写されたブランケット２を移動させる工程を示している。ブランケット２に充填インキ３０ａの転写を終えるとブランケット２０を吸引していた印刷定盤４は、ブローすることでブランケット２を印刷定盤４から浮かせた状態とする。これによりブランケット２は、移動可能な状態となり被印刷体６０の位置まで充填インキ３０ａが転写されたブランケット２が移動する。
【００２５】
図４（ｅ）は、ブランケット２に転写された充填インキ３０ａと被印刷体６０との位置ズレをアライメント機構７０により検知し、ブランケット２の位置合わせを行う態様を示している。
図４（ｆ）は、ブランケット２に被印刷体６０を接触させている態様を示している。
図５（ｇ）は、上支持体６と下支持体８を圧着することで、被印刷体６０に充填インキ３０ａを転写している態様を示している。この際、上支持体６、下支持体８及びブランケット２が被印刷体６０の形状に追従して変形することで、立体形状を有する被印刷体６０への印刷が可能となる。
【００２６】
図５（ｈ）は、被印刷体６０に充填インキ３０ａの転写が終了した後、上支持体６を図中の上矢印方向へと解放した態様を示している。これにより、充填インキ３０ａが転写された被印刷体６０が作製される。
【００２７】
本実施形態に係る印刷方法および印刷装置によれば、立体形状を有する被印刷体の形状に上支持体、下支持体及びブランケットの形状が追従して変形することが可能となる。これにより、被印刷体は、被印刷体の形状が変化している箇所においても、上支持体、下支持体及びブランケットが被印刷体を覆うように変形する。そのため、被印刷体に一度の印刷工程で被印刷体の全面に印刷が可能となる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。
【００２９】
印刷パターン３０はパターン幅４０×４０μｍのドットパターンを有する金属シリンダ凹版を用いて形成した。被印刷体６０は成型加工されたプラスチック基材を用いた。インキ５０は導電性ペーストを用いて印刷した。
【００３０】
印刷用版２０は、金属製のシリンダに上記の印刷パターン３０をエッチングによって深さ１０μｍで彫刻したものを使用した。
【００３１】
被印刷体６０はプラスチック基材の縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ１ｍｍのものを使用した。このプラスチック基材を底面側１００ｍｍ×１００ｍｍ、上面側５０ｍｍ×５０ｍｍ、高さ１０ｍｍのピラー形状が４基を備える形状に成型加工したものを使用した（図４）。被印刷体の形状にもよるが高さ４０ｍｍ以下であれば印刷が可能である。
インキ５０は導電性ペーストの粘度が、レオロジー測定装置で角速度が毎秒１０ｒａｄで、５から１０Ｐａ・ｓであるものを使用した。
印刷用ブランケット２は、シリコンゴムを主体とする厚み０．９ｍｍ、硬度１０°のものを使用した。
【００３２】
被印刷体６０と印刷用ブランケット２を圧着させる為の上支持体６と下支持体８には、縦４００ｍｍ×横４００ｍｍ高さ１００ｍｍのシリコンバッグを用い、粘度が１００００ｍＰａ・ｓのシリコンオイルを充填したものを用いた。
【００３３】
シリンダ凹版２０上には、導電性ペーストインキ５０を５０ｇ供給した。インキ５０は、ドクタ４０を用いて印刷パターン３０に充填した。インキ５０を充填するためのシリンダ凹版２０の回転速度を毎秒５０ｍｍとした。また印刷パターン３０に充填されたインキ５０を印刷用ブランケット２に転写するためのシリンダ凹版２０の回転速度を毎秒３０ｍｍと設定した。
【００３４】
シリンダ凹版２０にインキ充填が開始されると同時に、印刷定盤４の吸着４ａが開始され、印刷用ブランケット２が印刷定盤４に吸着固定される。印刷パターン３０にインキが充填されると、シリンダ凹版２０が転写開始位置まで移動し降下する。シリンダ凹版２０が印刷用ブランケット２に押付けた状態で回転しながら移動し、印刷用ブランケット２に充填インキ３０ａを転写する。転写が完了するとシリンダ凹版２０は上昇し印刷用ブランケット２から離脱する。
【００３５】
印刷定盤４が吸着からブロー４ｂに切替わり、印刷用ブランケット２の吸着を解除する。ブロー４ｂにより印刷定盤４上のブランケット２は浮上した状態となる。ベルトコンベア状に設置されている印刷用ブランケット２は、駆動軸が回転することで被印刷体６０の印刷位置まで移動する。
【００３６】
印刷用ブランケット２は、印刷位置まで移動したら、被印刷体６０と充填インキ３０ａの位置合せをアライメント機構７０により行う。位置合せが終了次第、被印刷体６０が降下し印刷用ブランケット２と接触させ、１ｋｇ/ｃｍ２の圧力で密着させる。
【００３７】
シリコンバッグにシリコンオイルを充填した上支持体６が降下し、下支持体８が上昇する。被印刷体６０と印刷用ブランケット２を上下の支持体０６、８で同時に挟み込む。上下から圧力がかかることで印刷用ブランケット２が被印刷体６０の形状に沿って変形し、密着する。そのため、印刷用ブランケット２上のインキが被印刷体６０に印刷される。
【００３８】
上支持体６の上昇と下支持体８の降下を同時に行い、被印刷体６０と印刷用ブランケット２の接触を開放する。印刷が完了した被印刷体６０を印刷装置から排出して印刷工程が完了する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、オフセット方式の印刷装置または立体物への印刷装置に有用である。
【符号の説明】
【００４０】
２・・・印刷用ブランケット
４・・・印刷定盤
４ａ・・・定盤吸着
４ｂ・・・定盤ブロー
６・・・上支持体
８・・・下支持体
１０・・・支持ロール
２０・・・印刷版
３０・・・印刷パターン
３０ａ・・・充填インキ
４０・・・ドクタ
５０・・・インキ
６０・・・被印刷体
７０・・・アライメント機構
【図１】
2017136698.tif 000003
【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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