(57)【要約】【課題】インキ等の膜の転写を良好に行うことが可能な膜形成技術を提供すること。【解決手段】内部に空間(1a)を有する円筒部と、当該円筒部の周方向に沿った面に設けられて前記空間と連通した孔(8)と、を有し、回転自在に支持された筐体(1)と、柔軟性を有する板状部材からなり、前記孔を覆う状態で前記筐体の表面に沿って設けられた転写体(2)と、前記転写体を前記筐体に密着した状態に保持する支持手段(7)と、前記筐体の前記内部空間に充填され、かつ前記孔を介して前記転写体と接した流体(9)と、前記流体を加圧可能に構成された加圧手段(10)と、を含む膜形成装置である。ここで、「流体」とは気体あるいは液体である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する円筒部と当該円筒部の周方向に沿った表面と前記内部空間との間に渡って設けられた孔とを有し、回転自在に支持された筐体と、
柔軟性を有する板状部材からなり、前記孔を覆う状態で前記筐体の前記円筒部の周方向に沿った表面に設けられた転写体と、
前記転写体を前記筐体に密着した状態に保持する支持手段と、
前記筐体の前記内部空間に充填され、かつ前記孔を介して前記転写体と接した流体と、
前記流体を加圧可能に構成された加圧手段と、
を含む、膜形成装置。
【請求項２】
前記円筒部の回転軸方向に沿った両端側のそれぞれに設けられた２つの円板と、
前記２つの円板のうち少なくとも１つを貫通して設けられた流体導管と、
を更に含み、
前記加圧手段は、前記流体導管を介して前記流体を加圧する、請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項３】
前記２つの円板のうち少なくとも１つに設けられ、前記流体導管を支持するベアリングを更に含む、請求項２に記載の膜形成装置。
【請求項４】
流体が気体である、請求項１乃至３の何れか１項に記載の膜形成装置。
【請求項５】
流体が液体である、請求項１乃至３の何れか１項に記載の膜形成装置。
【請求項６】
前記加圧手段は、前記転写体の一面側にかかる圧力が前記転写体の他面側にかかる圧力よりも高くなるように前記流体を加圧する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の膜形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の膜形成装置を用いた膜形成方法であって、
（ａ）前記転写体の他面に膜を形成すること、
（ｂ）前記筐体を回転させながら、前記転写体の他面に形成された前記膜に対して、一面側に凹部及び凸部を有する版部材の当該一面側を接触させること、
（ｃ）前記版部材が前記膜に接触している際に、前記加圧手段により前記流体を加圧することにより、前記膜を、前記凹部に対応した第１部分膜と前記凸部に対応した第２部分膜に分離すること、
（ｄ）前記筐体を回転させながら前記版部材を前記転写体から引き離すことにより、前記転写体の他面に前記第１部分膜を残留させること、
（ｅ）前記筐体を回転させながら前記転写体の他面の前記第１部分膜を転写先部材に密着させることにより、当該第１部分膜を前記転写先部材へ転写すること、
を含む、膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールツウロール方式によるオフセット印刷技術等に適用可能な膜形成装置および膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写体の印刷領域にほぼ対応する表面全面にインキを塗布し、転写体のインキを塗布した表面を凸版のパターン面に密着させて転写体表面の転写不要部分のインキを除去し、必要パターン部分だけにインキが残った転写体を被印刷基材に密着させて必要パターン部分のインキを被印刷基材に転写する凸版反転オフセット印刷技術が知られている。このような凸版反転オフセット印刷にロールツウロール方式を組み合わせた印刷方法の従来例の基本的な工程を図７に示す。この印刷方法を工程順に従って説明すると以下のとおりである。転写体１０１の表面にインキ１０２を塗布する。ここで、転写体１０１は円筒形の筐体１０３に巻きつけて固定されている（図７（Ａ））。次に、転写体１０１を凸版１０４のパターン面に密着させ、凸版１０４を一方向（図中、矢印で示した方向）に移動させ、かつ筐体１０３を一方向（図中、矢印で示した方向）に回転させる（図７（Ｂ））。この工程により、インキ１０２のうち印刷に供さない部分は転写体１０１の表面から除去される。次に、転写体１０１を被印刷基材１０５に密着させ、被印刷基材１０５を一方向（図中、矢印で示した方向）に移動させ、かつ筐体１０３を一方向（図中、矢印で示した方向）に回転させる（図７（Ｃ））。この工程により、所望のパターンのインキが被印刷基材１０５に印刷される。以上で説明した印刷方法では被印刷基材を移動させながら連続的に印刷できるので、その供給と印刷後の回収をロールツウロール方式で行うことができる。ロールツウロール方式は、連続的な処理が可能であって、大量生産に適した方式である。
【０００３】
しかしながら、上述したような従来の印刷方法には、以下に述べる不都合がある。すなわち、転写体１０１を凸版１０４に密着させてから筐体１０３の回転と凸版１０４の移動により転写体１０１を凸版１０４から引き剥がすとき、転写体１０１の表面のインキを残したいパターン部分と除去したい部分の境界においてインキが正しく切れずに、インキを残したいパターン部分のインキが除去される、あるいは反対にインキを除去したい部分のインキが残るという不都合である。この不都合を解決する方法としては、例えば、凸版の形状に工夫を施す方法（例えば、特許文献１参照）や、転写体を凸版に密着させたときに凸版内部を減圧する方法（例えば、特許文献２参照）、あるいは、インキを溶媒で湿潤させる方法（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。しかし、凸版の形状に工夫を施す方法には凸版の形状が複雑になるため凸版の作製コストが高くなるという不都合がある。特にパターンが微細かつ複雑である場合には、単にコスト高になるという問題だけではなく凸版の作製が非常に困難になるという不都合も生じる。一方、凸版内部を減圧する方法には、凸版の印刷領域全体の凹部を減圧することが要求されるため、パターンの設計自由度に制約が生じるという仏等がある。また、インキを湿潤させる方法には、その湿潤の程度の調整が難しく、その程度が不十分な場合には効果が得られず、また程度が過度である場合にはインキが薄く延びるだけで、上記図７（Ｂ）に示した工程において、除去したいインキを完全に除去できずに転写体表面に薄く残ってしまう場合がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１０４６５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７９２１５号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、インキ等の膜の転写を良好に行うことが可能な膜形成技術を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る膜形成装置は、（ａ）内部空間を有する円筒部と当該円筒部の周方向に沿った表面と前記内部空間との間に渡って設けられた孔とを有し、回転自在に支持された筐体と、（ｂ）柔軟性を有する板状部材からなり、前記孔を覆う状態で前記筐体の前記円筒部の周方向に沿った表面に設けられた転写体と、（ｃ）前記転写体を前記筐体に密着した状態に保持する支持手段と、（ｄ）前記筐体の前記内部空間に充填され、かつ前記孔を介して前記転写体と接した流体と、（ｅ）前記流体を加圧可能に構成された加圧手段と、を含む膜形成装置である。ここで、「流体」とは気体あるいは液体である。
【０００７】
本発明に係る膜形成装置によれば、膜を挟んで転写体の他面側と版部材（凸版）とを接触させた状態にし、この状態において流体を介して転写体の一面側を加圧することによって転写体を膨張させることにより、版部材の凹凸の段差部において膜に応力が加わる。それにより、膜のうち転写体上に残留させたいパターン部分（第１部分膜）と除去したい部分（第２部分膜）の境界における膜の切れが良好になる。従って、ロールツウロール方式による膜形成を行う場合において、インキ等の膜の転写を良好に行うことが可能となる。
【０００８】
上記した膜形成装置は、（ｆ）前記円筒部の回転軸方向に沿った両端側のそれぞれに設けられた２つの円板と、（ｇ）前記２つの円板のうち少なくとも１つを貫通して設けられた流体導管と、を更に含むことが好ましい。そしてこの場合に、前記加圧手段は、前記流体導管を介して前記流体を加圧することができる。これにより、円筒部の内部空間の密閉性を高めつつ、加圧手段による流体の加圧を容易に行うことができる。
【０００９】
上記した膜形成装置は、（ｈ）前記２つの円板のうち少なくとも１つに設けられ、前記流体導管を支持するベアリングを更に含むことも好ましい。それにより、流体導管を固定した状態で筐体を回転させることが可能となる。
【００１０】
好ましくは、前記加圧手段は、前記転写体の一面側にかかる圧力が前記転写体の他面側にかかる圧力よりも高くなるように前記流体を加圧する。それにより、膜の切れをより良好にすることができる。
【００１１】
本発明に係る膜形成方法は、上記した本発明に係る膜形成装置を用いた膜形成方法であって、（ａ）前記転写体の他面に膜を形成すること、（ｂ）前記筐体を回転させながら、前記転写体の他面に形成された前記膜に対して、一面側に凹部及び凸部を有する版部材の当該一面側を接触させること、（ｃ）前記版部材が前記膜に接触している際に、前記加圧手段により前記流体を加圧することにより、前記膜を、前記凹部に対応した第１部分膜と前記凸部に対応した第２部分膜に分離すること、（ｄ）前記筐体を回転させながら前記版部材を前記転写体から引き離すことにより、前記転写体の他面に前記第１部分膜を残留させること、（ｅ）前記筐体を回転させながら前記転写体の他面の前記第１部分膜を転写先部材に密着させることにより、当該第１部分膜を前記転写先部材へ転写すること、を含む、膜形成方法である。
【００１２】
本発明に係る膜形成方法によれば、流体を介して転写体の一面側を加圧することによって転写体を膨張させることにより、版部材の凹凸の段差部において膜に応力が加わる。それにより、膜のうち転写体上に残留させたいパターン部分（第１部分膜）と除去したい部分（第２部分膜）の境界における膜の切れが良好になる。従って、ロールツウロール方式による膜形成を行う場合において、インキ等の膜の転写を良好に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明を適用した一実施形態のオフセット印刷機の構成を示す正面図である。また、図２は、本実施形態に係るオフセット印刷機の図１に示すII−II線に対応した断面図である。また、図３は、オフセット印刷機の動作時の様子を模式的に示す断面図である。この図３の断面図も図１に示すII−II線に対応している。図１〜図３に示すオフセット印刷機は、筐体１、転写体２、円板３、４、流体導管５、ベアリング６、固定リング７、流体９、加圧手段１０を含んで構成されている。
【００１５】
筐体１は、適度な機械的強度を有する材料（金属等）を用いて構成されており、内部空間１ａを有する円筒部と、この円筒部の周方向に沿った面に設けられて内部空間１ａと連通した複数の孔８と、を有する。この筐体１は、円板３を介してベアリング６と接続されている。ベアリング６が流体導管５に支持されることにより、この筐体１は回転自在に支持されている。
【００１６】
転写体２は、柔軟性を有する板状部材からなり、前述の孔８を覆う状態で筐体１の表面に沿って設けられている。詳細には、転写体２は、図１に示すように筐体１の円筒部を一周するように巻きつけられている。転写体２の基材には柔軟性のあるPDMS（ポリジメチルシロキサン）が用いられている。また、転写体２は、２つの固定リング７によって筐体１に固定されている。転写体２に柔軟性があるため、転写体２を筐体１に固定リング７で堅牢に固定することによって、転写体２が筐体１に密着する。すなわち、本実施形態においては、各固定リング７が「支持手段」に対応する。なお、これらは支持手段の一例に過ぎない。また、転写体２と各固定リング７とが接触する部位において、筐体１と転写体２とを接着剤で接着することも好ましい。
【００１７】
円板３、４は、それぞれ筐体１の円筒部の軸方向に沿った一端側及び他端側に取り付けられている。本実施形態においては、図２に示すように各円板３、４は、それぞれ筐体１の両端からやや内側に配置されている。これらの円板３、４により、図示のように筐体１の内部空間１ａが密閉される。
【００１８】
流体導管５は、円板３の中心部を貫通して設けられており、筐体１の内部空間１ａと連通している。この流体導管５を通じて、流体９が筐体１の内部空間１ａへ導入される（図３参照）。流体導管５は、パイプ状の部材からなり、ベアリング６によって支持されている。
【００１９】
ベアリング６は、円板３の中心部を貫通して設けられており、その回転軸が筐体１の円筒部の回転軸と一致する位置に配置されている。上述したように、このベアリング６に流体導管５が挿入されている。ベアリング６には気密性対応のものが用いられている。それにより、流体導管５の部分を除いて、筐体１の内部空間１ａが密封された構造が得られる。また、流体導管５を固定した状態としておき、流体導管５を回転軸としてベアリング６を回転させることにより、筐体１全体を回転させることができる。
【００２０】
なお、本実施形態においては、流体導管５及びベアリング６を一方の円板３にのみ設けているが、他方の円板４にも流体導管及びベアリングを設けてもよい。
【００２１】
複数の孔８は、それぞれ筐体１の円筒部の周方向に沿った表面から筐体１の内部空間１ａに渡って設けられている。すなわち、孔８の各々は、筐体１の円筒部に設けられた貫通孔である。これらの孔８は、流体９を筐体１と転写体２との隙間へ送り込むための通路としての機能（役割）を果たす。本実施形態においては、複数の孔８が図示のように筐体１の円筒部の全周に渡って分布して設けられている。なお、孔８の機能を考えれば、孔８は少なくとも１個あれば足りる。しかし、本実施形態のように複数の孔８が設けられている方が転写体２への圧力の伝達が速くかつ均一になるから都合がよい。また、孔８は、図示した例のような貫通孔ではなく、メッシュ状の構造によって実現されていてもよい。
【００２２】
流体９は、筐体１の内部空間１ａに配置されており、孔８を通じて転写体２の一面と接している（図３参照）。この流体９は、流体導管５を通じて出し入れ可能である。この流体９は、気体あるいは液体である。気体としては、空気、窒素、あるいはアルゴン等が好適に用いられる。液体としては、水あるいはシリコンオイル等が好適に用いられる。流体９は、転写体２に圧力を伝えることが可能であり、かつ筐体１や転写体２などに腐食や溶解などのダメージを与えないものであれば、その種類は特に制限されない。
【００２３】
加圧手段１０は、流体導管５を通じて流体９を加圧する（圧力を与える）。加圧手段１０によって流体９に圧力を与えることにより、転写体２の一面に圧力を与えることができる。それにより、転写体２を伸縮させることができる（図３参照）。
【００２４】
図４は、本実施形態のオフセット印刷機において、流体を介して転写体に圧力を与えている際の様子を示す部分断面図である。具体的には、図４においては、転写体２およびその付近の部分的な断面図が示されている。なお、図１〜図３と共通する構成については同一の符号を用いている。予め、転写体２の他面に膜（インキ）１２を設けておき、この転写体２の他面の膜１２に対して版部材１１を接触させる。図示のように、版部材１１はその一面に凹部及び凸部を有しており、当該一面側が転写体２の他面の膜１２に接して配置される。この状態にて加圧手段１０により流体９に圧力を与える。それにより、流体９を介して転写体２の一面にかかる圧力を制御することができる。詳細には、流体９は筐体１の孔８を通って筐体１の円筒部の外側と転写体２の内側との隙間に入り込む。上述したように転写体２は柔軟性を有するので、流体９を介して与えられた圧力に応じて、各固定リング７で固定された部分を支点として膨張又は収縮する。それにより、転写体２および膜１２は、流体９の圧力に応じて版部材１１の凹部に押し込まれる（めり込む）ことになる。その結果、版部材１１の凹部と凸部との境界（段差部）においては、膜１２に応力が加わり、そこで膜１２が切れることになる。それゆえ、転写体２を版部材１１から引き剥がすときには、版部材１１の凹凸パターンに対応して膜１２が正確に分断され、所望のパターンが正確に転写された膜パターンが得られる。
【００２５】
ここで、流体９に与えられる圧力について詳述する。流体９に対して与えられる圧力は、例えば0.12〜0.2MPa程度とすればよく。また、流体９の加圧時間は、例えば１〜１０秒間程度とすればよい。流体９へ与える圧力については、原理的に、転写体２の他面側に加わる圧力（例えば、大気圧であれは約0.1MPa）よりも、流体９を介して転写体２の一面側に加わる圧力のほうが大きくなればよい。一方、転写体２の一面に加わる圧力が高すぎると転写体２の版部材１１へのめり込みが大きくなり過ぎ、最終的に転写先部材（被印刷基材）に転写印刷される膜パターンの表面にダメージ与えることが考えられる。さらにまた、転写体２自体を傷つける可能性もある。従って、流体９へ加える圧力にはある程度の範囲が存在する。ただし、その範囲は転写体２の厚さや大きさ、そして材料にも依存すると考えられるので、それらの条件に応じて適宜圧力を設定すればよい。
【００２６】
本実施形態のオフセット印刷機は上述した構成を有しており、次にこのオフセット印刷機を用いて、所望の転写先部材上に所望パターンの膜を形成する方法について、図５及び図６に沿って説明する。図５及び図６は、本実施形態の膜形成方法を示す模式断面図である。図５及び図６においては、上述した図４と同様に転写体２およびその付近の部分的な断面図が示されている。なお、各工程の基本的な流れは上述した従来例と同様である（図７参照）。
【００２７】
まず、転写体２の他面に膜１２を形成する（図５（Ａ））。例えば、筐体１を回転させながら筐体１の上方から転写体２に液体を滴下することによって、転写体２の他面に膜１２を形成することができる。あるいは、図示しない他のローラ等に予め膜を形成しておき、このローラ等と転写体２とを互いに回転させながら接触させて膜を転写することにより、膜１２を形成することもできる。なお、膜１２の粘度調整等が必要であれば適宜乾燥させる。
【００２８】
次に、筐体１を回転させながら、転写体２の他面に形成された膜１２に対して、一面側に凹部及び凸部を有する版部材１１の当該一面側を接触させ、その状態を保ちながら加圧手段１０により流体９を加圧する（図５（Ｂ））。このとき、転写体２は、図示のように孔８を通じて流れ込んだ流体９を介して受ける圧力によって膨張する。それにより、膜１２は、版部材１１の凹部に対応したパターンを有する第１部分膜１２ａと、版部材１１の凸部に対応したパターンを有する第２部分膜１２ｂとに分離する（図５（Ｃ））。筐体１の回転に伴って転写体２が版部材１１から離れることにより、転写体２の他面に第１部分膜１２ａが残留し、第２部分膜１２ｂは版部材１１に移動する（図５（Ｃ））。
【００２９】
次に、筐体１を回転させながら、転写体２の他面の第１部分膜２ａを転写先部材１３に密着させる（図６（Ａ））。転写先部材１３とは、例えば基板、紙など媒体、その他種々の物が該当する。すなわち、膜の用途に応じて種々に選択される。なお、この際に、加圧手段１０によって流体９を加圧してもよい。それにより、転写体２に圧力が加わり、転写体２と転写先部材１３との密着の均一性をより向上させることができる。
【００３０】
その後、筐体１の回転に伴って転写体２が転写先部材１３から離れることにより、第１部分膜１２ａが転写先部材１３へ転写される（図６（Ｂ））。以上により、所望の素材からなる転写先部材１３上に、版部材１１の凹凸パターンに対応した所望のパターンを有する第１部分膜１２ａが形成される。
【００３１】
以上のような本実施形態によれば、流体９を介した加圧による転写体２の加圧膨張を利用することにより、版部材１１の凹凸の段差部において膜１２に応力が加わり、膜１２のうち転写体２上に残留させたいパターン部分（第１部分膜１２ａ）と除去したい部分（第２部分膜１２ｂ）の境界における膜の切れが良好になる。それにより、ロールツウロール方式による膜形成を行う場合において、インキ等の膜の転写を良好に行うことが可能となる。本実施形態に係る装置及び方法は、例えば所望のパターンを有する導電膜を製造する場合や、めっきに用いる触媒の膜を製造する場合、あるいは紙面等にインキを転写してなる印刷物を製造する場合など、種々の場面に適用することが可能である。特に、微細パターンが要求される分野における膜形成（印刷）において顕著な効果が期待される。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上述した実施形態においては、本発明に係る膜形成装置の一例としてオフセット印刷機を説明し、併せて本発明に係る膜形成方法の一例として上記オフセット印刷機を用いた印刷方法を説明したが、本発明の適用範囲はこれらに限定されるものではなく、本発明は種々の膜を形成するための装置および方法に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】オフセット印刷機の構成を示す正面図である。
【図２】オフセット印刷機の図１に示すII−II線に対応した断面図である。
【図３】オフセット印刷機の動作時の様子を模式的に示す断面図である。
【図４】オフセット印刷機において、流体を介して転写体に圧力を与えている際の様子を示す部分断面図である。
【図５】一実施形態の膜形成方法を示す模式断面図である。
【図６】一実施形態の膜形成方法を示す模式断面図である。
【図７】凸版反転オフセット印刷機を用いる印刷方法の従来例の基本的な工程を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…筐体、１ａ…内部空間、２…転写体、３、４…円板、４…台座、５…流体導管、６…ベアリング、７…固定リング、８…孔、９…流体、１０…加圧手段、１１…版部材（凸版）、１２…膜（インキ）、１２ａ…第１部分膜、１２ｂ…第２部分膜、１３…転写先部材
【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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