(57)【要約】  本発明は、印刷用インクを塗布可能な可撓性キャリア（３）と、該インクにエネルギーを入力するエネルギー入力装置（１１）と、を有し、エネルギー入力装置（１１）が、印刷領域（９）において可撓性キャリア（３）のインク面と反対の面にエネルギーを入力することができるように配置されて、エネルギーの作用領域においてインクが可撓性キャリアから印刷すべき基体（７）に転写される印刷機であって、印刷領域（９）には、エネルギーが入力される該領域において可撓性キャリア（３）に張力を与える張力装置（１３）が平滑な表面を得るために配置される印刷機に関する。また、本発明は、（ａ）インクを可撓性キャリア（３）に塗布する工程、及びエネルギー入力装置により可撓性キャリア（３）を介してインクにエネルギーを入力して該エネルギーの作用領域においてインクの一部を気化させ、結果としてインクの液滴を印刷すべき基体（７）に吹付けることで、インクを可撓性キャリア（３）から予め定められたパターンに従って基体（７）に転写する工程を含み、エネルギーが入力される上記作用領域において可撓性キャリア（３）に張力を与える印刷方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷用インクを塗布可能な可撓性キャリア（３）と、該インクにエネルギーを入力するエネルギー入力装置（１１）と、を有し、
エネルギー入力装置（１１）が、印刷領域（９）において可撓性キャリア（３）のインク面と反対の面にエネルギーを入力することができるように配置されて、エネルギーの作用領域においてインクが可撓性キャリアから印刷すべき基体（７）に転写される印刷機であって、
印刷領域（９）には、エネルギーが入力される該領域において可撓性キャリア（３）に張力を与える張力装置（１３）が平滑な表面を得るために配置されることを特徴とする印刷機。
【請求項２】
張力装置（１３）が、エネルギー入力装置（１１）の両側に配置される少なくとも２つのガイド要素（１５．１、１５．２）を有する請求項１に記載の印刷機。
【請求項３】
ガイド要素（１５．１、１５．２）が、張力ロール、エアクッション、又は不動ロッドである請求項２に記載の印刷機。
【請求項４】
張力装置（１３）が、使用されるエネルギーを透過するガイド要素（１５．１、１５．２）を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項５】
使用されるエネルギーを透過するガイド要素（１５．１、１５．２）が、レーザー光線を透過する本体部を有し、
該本体部は、透過するレーザー光が分散しないように形成されている請求項４に記載の印刷機。
【請求項６】
使用されるエネルギーを透過するガイド要素（１５．１、１５．２）は、上記入力されるエネルギーが可撓性キャリア上で一点に集中するように構成される請求項３又は４に記載の印刷機。
【請求項７】
インクにエネルギーを入力する装置が、レーザー（１１）である請求項１〜６の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項８】
可撓性キャリア（３）が、使用されるエネルギーを透過する請求項１〜７の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項９】
可撓性キャリア（３）が、循環ベルトである請求項１〜８の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項１０】
インクを可撓性キャリア（３）に塗布する塗布装置（２１）を備えた請求項１〜９の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項１１】
可撓性キャリア（３）からインクを除去するための装置を備えた請求項１〜０に記載の印刷機。
【請求項１２】
（ａ）インクを可撓性キャリア（３）に塗布する工程と、
（ｂ）エネルギー入力装置により可撓性キャリア（３）を介してインクにエネルギーを入力して該エネルギーの作用領域においてインクの一部を気化させ、結果としてインクの液滴を印刷すべき基体（７）に吹付けることで、インクを可撓性キャリア（３）から予め定められたパターンに従って基体（７）に転写する工程と、
を含み、
エネルギーが入力される上記作用領域において可撓性キャリア（３）に張力を与えることを特徴とする基体印刷方法。
【請求項１３】
可撓性キャリア（３）が、循環ベルトであり、
基体に転写されなかったインクを、可撓性キャリア（３）から除去して戻す請求項１２に記載の基体印刷方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのガイド要素（１５；１５．１、１５．２）をもって可撓性キャリア（３）をガイドして該キャリアに張力を与える請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも２つのガイド要素（１５．１、１５．２）をもって可撓性キャリア（３）をガイドして該キャリアに張力を与え、
上記キャリアの移動方向における上記作用領域の前及び後にガイド要素（１５．１、１５．２）を配置する請求項１２〜１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
上記エネルギーを誘導し使用する該エネルギーを透過する１つのガイド要素（１５）をもって可撓性キャリア（３）をガイドする請求項１２〜１５に記載の方法。
【請求項１７】
使用するエネルギーを、該使用するエネルギーを透過するガイド要素（１５）内において一点に集中させる請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用インクを塗布可能な可撓性キャリア、及びインクにエネルギーを入力するエネルギー入力装置を有し、該エネルギー入力装置が、印刷領域において可撓性キャリアのインク面と反対の面にエネルギーを入力することができるように配置されて、エネルギーの作用領域においてインクが可撓性キャリアから印刷すべき基体に転写される印刷機に関する。また、本発明は、第１の工程で、エネルギー入力装置により可撓性キャリアを介してインクにエネルギーを入力してエネルギーの作用領域においてインクの一部を気化させ、結果としてインクの液滴を印刷すべき基板に吹付けることでインクを可撓性キャリアから予め定められたパターンに従って基体に転写する印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１において、インク液滴が、インクが塗布されたキャリアから印刷すべき基体に吹付けられる基体の印刷方法が知られている。インクを転写するために、基体の印刷すべき場所において、キャリアを介して該キャリア上のインクにエネルギーが入力される。結果として、インクの一部は気化し、キャリアから分離する。このような気化するインクの圧力によって、インクの液滴が基体に吹付けられる。このようにエネルギーが直接透過することで、インクは、印刷すべきパターンに応じて基体に転写され得る。インクを転写するために必要なエネルギーは、例えばレーザーにより与えられる。インクが塗布されるキャリアは、例えば、印刷領域よりも上流において塗布装置を用いてインクが塗られる循環ベルトである。レーザーは、循環ベルトの内側に配置され、キャリアにおけるインクと反対側の面に作用する。
【０００３】
更に、該当する印刷機が、例えば、特許文献２においても知られている。この文献においても、貯蔵容器からのインクを、塗布装置を用いて循環ベルトに塗布する。また、レーザーは、循環ベルトの内側に配置されており、このレーザーを用いて、予め定められた場所においてインクを気化させる。このようにして、インクは印刷すべき基体に吹付けられる。インクを気化させる特別な方法として、吸収層で被覆した循環ベルトを用いて、レーザー光を吸収して熱に変換することも可能である。これにより、レーザーが作用する場所において、インクを気化させることができる。
【０００４】
この場合、可撓性キャリアへのインクの塗布は、通常、ローラベースユニットにより行われる。ローラによりインクを含む貯蔵容器へのディッピングが行われ、インクがロールを用いて可撓性キャリアに転写される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ６２４１３４４Ｂ
【特許文献２】ＵＳ５０２１８０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
公知の印刷装置の欠点は、印刷の質が、プロセスの条件における同質性に大きく依存することである。例えば、エネルギーが入力される位置にわずかに差がある場合であっても、印刷結果の質の損害に繋がる。このような小さな差とは、例えば、インクの塗布厚の差、及び可撓性キャリアにおいて生じ得る波状うねりである。更に、可撓性キャリアにおける不均一性により、印刷イメージがみすぼらしくなることがある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、可撓性キャリアの不均一性に起因する印刷の質のバラつきが回避される基体の印刷機及び印刷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、印刷用インクを塗布可能な可撓性キャリア（３）と、該インクにエネルギーを入力するエネルギー入力装置（１１）と、を有し、エネルギー入力装置（１１）が、印刷領域（９）において可撓性キャリア（３）のインク面と反対の面にエネルギーを入力することができるように配置されて、エネルギーの作用領域においてインクが可撓性キャリアから印刷すべき基体（７）に転写される印刷機により達成される。
【０００９】
印刷領域には、エネルギーが入力される該領域において可撓性キャリアに張力を与える張力装置が平滑な表面を得るために配置される。
【００１０】
更に、上記目的は、以下の、
（ａ）インクを可撓性キャリア（３）に塗布する工程、
（ｂ）エネルギー入力装置により可撓性キャリア（３）を介してインクにエネルギーを入力して該エネルギーの作用領域においてインクの一部を気化させ、結果としてインクの液滴を印刷すべき基体（７）に吹付けることで、インクを可撓性キャリア（３）から予め定められたパターンに従って基体（７）に転写する工程、を含む基体の印刷方法により達成される。
【００１１】
本発明によれば、エネルギーが入力される上記作用領域において可撓性キャリア（３）に張力を与える。
【００１２】
可撓性キャリアに張力を与えることにより、可撓性キャリアにおいて生じる任意の波形うねりが滑らかにされる。このようにして、印刷領域において均一な表面が実現される。この場合、印刷領域が、インクにエネルギーを入力する領域として指定され、インクの一部が気化することで、結果としてインクの液滴が印刷すべき基体に転写される。可撓性キャリアに張力を与えることにより、印刷ギャップ（インクが可撓性キャリアから基体に転写される部分における可撓性キャリアと基体の間の隙間を意味する。）が一様に形成される。従って、例えば、可撓性キャリアにおけるうねりによりギャップ幅が相違することが防止され、結果として印刷イメージが改善される。１つの実施の形態において、印刷ギャップが、印刷すべき基体の方、或いは該基体から離れる方に張力装置を配置することによって調整され得る。
【００１３】
可撓性キャリアに張力を与えることで平坦な面が製造されるので、可撓性キャリアから離れるインクの液滴及び印刷すべき基体に吹付けられるインクの液滴は、可撓性キャリアの方向に対してほぼ直角に走る目的の経路を確実にたどることとなる。このようにして、鮮明な印刷イメージが実現される。
【００１４】
更に、均一な印刷イメージを実現するために、印刷すべき基体及びインクが塗布された可撓性キャリアが、印刷領域において０〜２ｍｍ、特に０．０１〜１ｍｍの印刷ギャップを有している。可撓性キャリアと印刷すべき基体との間の印刷ギャップをより小さくすると、液滴が印刷すべき基体に衝突した際の該液滴の広がりがより小さくなって、印刷イメージがより一様に維持される。しかし、一方で、インクが可撓性キャリアから望まない位置で印刷すべき基体に転写してしまうことを防ぐために、印刷すべき基体が、インクの塗布されている可撓性キャリアと接触しないように注意を払わなければならない。
【００１５】
鮮明な印刷イメージを実現するために、エネルギーは、好ましくは集中的に、可撓性キャリアを介してインクに入力される。この場合、エネルギーが集中的に与えられる点のサイズは、基体に応じて転写されるべきドットのサイズに対応する。一般的に転写されるべきドットは、約２０μｍ〜約２００μｍの範囲の径を有する。しかし、転写されるべきドットのサイズは、印刷対象基体及び該基体の印刷結果物に応じて変化させても良い。例えば、特に印刷回路基板を製造する間には、大きなフォーカスのものを選択しても良い。一方で、テキストが表されている印刷物の場合、鮮明なテキストイメージを作成するためには、一般的に小さな印刷ドットが好ましい。更に、イメージ及びグラフィックスを印刷する場合、鮮明なイメージを作成するために、可能な最も小さいドットを印刷することが有効である。
【００１６】
本発明の印刷機において使用される可撓性キャリアは、印刷用インクが塗布され、好ましくはベルトの形状で形成される。可撓性キャリアは、薄いシート状であることが特に好ましい。この場合、可撓性キャリアの厚さは、好ましくは１μｍ〜およそ５００μｍ、特に１０μｍ〜２００μｍの範囲である。可撓性キャリアを介して与えられるエネルギーが該可撓性キャリア上で分散しないようにするためには、可能であれば可撓性キャリアを薄くすることが有効であり、これにより、鮮明な印刷イメージが製造される。例えば、材料として、エネルギーが透過するポリマーフィルムを使用することが好適である。
【００１７】
印刷機の一つの実施の形態において、可撓性キャリアは、適切な装置に貯蔵される。この目的のために、例えば、インクが塗られている可撓性キャリアをローラに巻き上げることが可能である。印刷を行うために、インクが塗られている可撓性キャリアは巻き上げられ、印刷領域の上方に誘導され、レーザーによりインクが印刷すべき基体に転写される。そして、可撓性キャリアは、再びローラに巻き上げられ、例えば廃棄工程に送り出すことが可能である。しかし、可撓性キャリアは、循環ベルトとして形成されることが好ましい。この場合、可撓性キャリアの部分が印刷位置（エネルギーの入力によりインクが可撓性キャリアから印刷すべき基体に転写される位置）に到達する前に、該可撓性キャリアの部分に、好適な塗布装置を用いてインクが塗布される。印刷操作の後、インクの一部は、可撓性キャリアから基体に転写された状態となる。これにより、もはや可撓性キャリアには、均一なインクの層がなくなる。従って、次の印刷操作のためには、可撓性キャリアに再びインクを塗る必要がある。このインクの塗布は、次にインク塗布装置における塗布位置を通過する際に実行される。可撓性キャリアにおけるインクの乾燥を避けるため、及び各々の場合において可撓性キャリアに一様なインク層を形成するために、可撓性キャリアへの次のインク塗布工程の前に、初めに可撓性キャリアからインクを除去することが有効である。インクの除去は、例えば、ローラ又はドクターを用いて実行される。インクの除去にローラが使用される場合、インクを可撓性キャリアに塗布するために用いるローラと同一のローラを使用することが可能である。これを実現するために、ローラの回転方向が、可撓性キャリアの移動方向と反対であると良い。そして、可撓性キャリアから除去されたインクを、再びインク供給部に送ることが可能である。インクを除去するためのローラが設けられている場合、勿論、インクを除去するための一つのローラを設けるとともに、インクを塗布するための一つのローラを設けることが可能である。
【００１８】
ドクターを用いてインクを可撓性キャリアから除去する場合、当業者により知られる所望のどんなドクターを使用しても良い。
【００１９】
インクを塗布する工程又はインクを除去する工程において、可撓性キャリアが損傷を受けてしまうことを避けるために、可撓性キャリアを、適用ローラ（インクを可撓性キャリアに塗るローラ、インクを可撓性キャリアから除去するローラ、又はインクを可撓性キャリアから除去するドクター）に対向している支持ローラを用いて加圧しても良い。この場合、支持圧は、可撓性キャリアを損傷させることなく、インクをほぼ完全に除去することができるように調節される。
【００２０】
可撓性キャリアに張力を与えるために、第１の実施の形態における張力装置は、少なくとも２つのガイド要素を含み、これらガイド要素は、エネルギー入力装置の両側に配置される。この場合、可撓性キャリアの移送方向において、エネルギー入力装置の前（上流）に少なくとも１つのガイド要素が配置され、エネルギー入力装置の後（下流）に少なくとも１つのガイド要素が配置される。これらガイド要素により、可撓性キャリアはエネルギーが入力される領域において精密に張力を受け、インクは印刷すべき基体に正確に転写される。ここで、これらガイド要素の配置間隔は、該間隔がエネルギー入力装置の２倍以下の幅となるように選択されることが好ましい。エネルギーがレーザーにより入力される場合、上記ガイド要素の間隔を使用されるレーザー光線の幅に対応させることで、レーザー光線の干渉を起こすことなくガイド要素間において可撓性キャリアをガイドすることもできる。ガイド要素間の間隔を小さくすることにより、小さな力で可撓性キャリアに張力を与えても、該印刷領域において十分に可撓性キャリアの表面を平坦にすることができる。
【００２１】
可撓性キャリアに張力を与えるために該可撓性キャリアをガイドするガイド要素として、当業者に知られており且つ好適な任意の所望の要素を使用することができる。好適なガイド要素は、例えば、張力ローラ、エアクッション、又は不動ローラである。張力ローラがガイド要素として使用される場合、これらは可撓性キャリアの速度と同等の大きさの円周速度で回転しても良い。しかしまた、特により良好に張力を付与して可撓性キャリアの平坦な表面を得るために、張力ローラを可撓性キャリアの移送方向においてエネルギー入力装置の後（下流）に配置し、可撓性キャリアの速度よりも大きい円周速度で該張力ローラを回転させるようにしても良い。また、張力ローラを可撓性キャリアの移送方向においてエネルギー入力装置の前（上流）に配置し、可撓性キャリアの速度よりも低い円周速度で該張力ローラを回転させるようにしても良い。更に、勿論、張力ローラを、該ローラの速度が可撓性キャリアの速度よりも遅くなるようにしてエネルギー入力装置の前に配置しても良いし、該ローラの速度が可撓性キャリアの速度よりも早くなるようにしてエネルギー入力装置の後に配置しても良い。
【００２２】
張力ローラには、各々の場合において個々の駆動装置を設けても良いし、両方の張力ローラ用の１つの駆動装置を設けても良い。そして、例えば張力ローラは、ギア機構を介して設けられる。また、張力ローラを駆動することなく、可撓性キャリアにより張力ローラの回転移動を駆動するようにしても良い。
【００２３】
張力ローラの代わりに、可撓性キャリアを移動させる不動ロッドを使用する場合、この不動ロッドを、特に可撓性キャリアがガイドされる表面において尖端部の無い形状に形成し、可撓性キャリアに損傷を与えないようにすることが好ましい。特に好適なロッドの形状は、特に可撓性キャリアがガイドされる領域において端部の無い円形、楕円形、又は他の所望の極前断面を有する形状である。しかし、ロッドは、円筒形状、すなわち、円形断面を有する形状に形成されることが極めて好ましい。
【００２４】
可撓性キャリアが不動ロッドにより損傷することを避けるために、不動ロッドの表面の材料が、可撓性キャリアの材料に対して低い摩擦係数のみを示すことが好ましい。このようにして、可撓性キャリアが、張力要素として使用される不動ロッドに対して過度に強く接着することを回避することができる。十分に低い摩擦係数を得るために、例えば、ロッドにＰＴＦＥコーティングを施すことも可能である。また、ＰＴＦＥによりロッド自体を製造しても良い。
【００２５】
１つの実施の形態において、ガイド要素はそれらの配置位置に強固に固定される。張力装置が使用される場合にのみ、ガイド要素の回転移動が実行される。この場合、ガイド要素は径方向に移動しない。しかしまた、例えば、ガイド要素を、それらが径方向に変位することができるように取り付けることも可能である。この場合例えば、使用される可撓性キャリア及び印刷すべき基体に応じて、ガイド要素を印刷すべき基体の方向、又は該基体から離れる方向に移動させることが可能である。このようにして、例えば、可撓性キャリアと印刷すべき基体との間のギャップを調節することができる。ガイド要素が、それらが動くことができるように取り付けられる場合、例えば、ガイド要素を相互に向かう方向、又は相互に離れる方向に移動させることも可能である。上述のような移動が可能となるガイド及び取り付けの態様は、当業者により知られている。
【００２６】
張力ローラ及び不動ロッド以外にも、例えばエアクッションをガイド要素として使用することができる。この場合、例えば圧縮空気ラインにノズル開口を設け、このノズル開口から圧縮空気を可撓性キャリアがガイドされる領域に生じさせることが先ず初めに可能である。このようにして、エアクッションが可撓性キャリアと圧縮空気ラインとの間に形成される。可撓性キャリアは、摩擦をともなうことなくエアクッションに沿って滑動する。しかしまた、例えば、張力装置として、空気で満たされたクッションを使用することもできる。この場合、クッションは、ガスが充填された、可撓性材料からなる皮部を有する。ガスを充填することにより、皮が伸びて可撓性キャリアに張力を与えることができる。可撓性キャリアの該当領域において、クッションは円形断面、例えば円筒断面を有することが好ましい。上述のクッションに充填されるガス（又はエアクッションを形成するために使用される加圧用ガス）としては、空気又は窒素が特に好適である。
【００２７】
他の実施の形態において、張力装置が、使用されるエネルギーを透過するガイド要素を有している。この場合、使用されるエネルギーを透過するガイド要素は、印刷領域に直接配置される。すなわち、ガイド要素は、エネルギー入力装置と可撓性キャリアの間に配置されるので、インクをキャリアから気化させて基体に転写するためのエネルギーは、ガイド要素を介して誘導される。
【００２８】
インクを気化させて印刷すべき基体に転写するために使用されるエネルギーは、レーザーであることが好ましい。
【００２９】
レーザーの利点は、レーザー光線を非常に小さい断面に集中させて使用することができる点である。従って、エネルギーの入力を目標付けて行うことができる。可撓性キャリアから少なくとも部分的にインクを気化させて、このインクを基体に転写させるために、レーザーからの光を熱に変換する必要がある。これを実現するために、初めに、レーザー光を吸収して熱に変換するための適切な吸収材をインクに含有させることが可能である。また、レーザー光を吸収して熱に変換する適切な吸収材で可撓性キャリアを被覆するか、或いは可撓性キャリアをこのような吸収材料から形成しても良い。しかし、レーザー光を透過する材料で可撓性キャリアを形成し、レーザー光を熱に変換する吸収材をインクに含有させることが好ましい。好適な吸収材は、例えば、カーボンブラック、金属亜硝酸塩、又は金属酸化物である。
【００３０】
ガイド要素を介して導かれるレーザーが、レーザー光線である場合、ガイド要素して、レーザー光線を透過し且つ透過しているレーザー光線が分散しないように形成される本体部を使用することが好ましい。レーザー光が分散しない本体部及び材料を用いることは、レーザー光線が広がることを防止し、それにより鮮明なイメージが製造される。特に、ガイド要素を、入力されるエネルギーが可撓性キャリアのインクにおける一点に集中するように形成することが好ましい。この目的のために、例えば、ガイド要素をレンズの形態で形成することも可能である。しかし、この場合、可撓性キャリアの損傷を避けるために、可撓性キャリアをガイドするガイド要素の表面を凸状に形成することが好ましい。
【００３１】
使用されるエネルギーを透過するガイド要素を形成する好適な材料は、例えば、エネルギー（例えばレーザー光線）を透過するガラス又は樹脂であり、例えば、ポリイミドである。
【００３２】
特に使用されるエネルギーがガイド要素により集中する場合、焦点が、可撓性キャリアと該キャリアに塗布されたインクとの界面に丁度位置することが好ましい。
【００３３】
当業者に知られる任意の所望のインクが、本発明にしたがう方法により印刷すべき基体に転写されるインクとして好適である。液体インクを使用することが好適である。使用される液体インクは、一般的に少なくとも一種の溶媒及び色を形成する固形物（例えば、顔料）を含む。しかし、また、例えば、溶媒及び該溶媒に分散される導電性粒子を含むインクを用いても良い。この場合、例えば、このインクを使用して回路基板が印刷される。更に、エネルギーを入力するためにレーザーが使用される場合は特に、インクが、レーザー光を吸収し熱に変換する添加剤を含むことが好ましい。
【００３４】
従来の印刷インクが使用される場合、印刷すべき基体は、紙であることが好ましい。しかし、他の所望のどのような基体も、本発明にしたがう方法を用いて印刷することが可能である。従って、例えば、板紙又は他の紙製品、樹脂フィルム等の樹脂製品、金属ホイル、又は複合材料ホイルも印刷することができる。この種の樹脂フィルム、金属ホイル、又は複合材料ホイルは、例えば、梱包に使用される。また、本発明の方法は、回路基板の印刷に適している。この場合、印刷すべき基体は、通常、当業者により知られる所望の任意の回路基板である。回路基板は、硬質であっても軟質であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にしたがい構成された印刷機の概略図を示している。
【図２】第１の実施の形態における、２つのガイド要素を有する張力装置を示している。
【図３】第２の実施の形態における、２つのガイド要素を有する張力装置を示している。
【図４】第１の実施の形態における、１つのガイド要素を有する張力装置を示している。
【図５】第２の実施の形態における、１つのガイド要素を有する張力装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の一つの実施の形態を図に示し、以下の記載によりさらに詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明にしたがい構成された印刷機の概略図を示している。
【００３８】
ここで示されている実施の形態において、印刷機１は、無端ベルトとして構成され複数の偏向ローラ５にガイドされる可撓性キャリア３を有している。基体７を印刷するためのインクは、可撓性キャリア３に塗られている。
【００３９】
基体７を印刷するために、エネルギーが印刷領域９において可撓性キャリア３を介してインクに入力される。インクにエネルギーを入力することにより、インクの一部は気化する。すなわち、これはインクの液滴が基体７に吹付けられることを意味する。インクに与えられるエネルギーとして好適なものは、例えば、レーザー１１である。インクにエネルギーを入力するために好適に使用可能なレーザー１１は、例えば、基本モードで操作されるファイバーレーザーである。
【００４０】
印刷イメージを改良するために、本発明にかかる印刷機１は、更に、張力装置１３を有する。図１に示されている実施の形態において、張力装置１３は第１ガイド要素１５．１及び第２ガイド要素１５．２を有する。この第１ガイド要素１５．１は、矢印１７として示されている可撓性キャリア３の移送方向において、エネルギー入力装置（ここでは、レーザー１３）の上流に配置される。また、第２ガイド要素１５．２は、矢印１７として示されている可撓性キャリア３の移送方向において、エネルギー入力装置（ここでは、レーザー１３）の下流に配置される。第１ガイド要素１５．１及び第２ガイド要素１５．２を用いることにより、可撓性キャリア３は印刷領域９において張力が与えられ、該印刷領域９において例えば、うねりが取り除かれて平坦な表面に形成される。このようにして均一な印刷ギャップ１９が形成される。すなわち、印刷ギャップ１９は、印刷領域９の全域において均一な高さを備える。この場合、印刷ギャップ１９は、インクが塗布された可撓性キャリア３と印刷すべき基体７との間の隙間として形成される。
【００４１】
ガイド要素１５．１、１５．２が、径方向に移動可能に配置される場合、ガイド要素１５．１、１５．２を基体に近づけるように移動させる、或いは基体から遠ざかるように移動させる径方向移動を行うことで、印刷ギャップ１９の高さを拡大又は減少させても良い。更に、例えば、印刷領域９の幅を、ガイド要素１５．１、１５．２を相互に向かわせる或いは離れる方向に移動させることにより変化させても良い。更に、もしエネルギー入力装置が、可撓性キャリア３の移送方向１７或いは移送方向１７との反対の方向に移動することが可能である場合には、例えば、ガイド要素１５．１、１５．２を、エネルギー入力装置（例えば、レーザー１１）とともに移動させることも可能である。このようにして、印刷領域９の体積を一定にすることができる。従って、印刷ギャップ１９を均一にすることができ、結果として一定の印刷条件を達成し印刷イメージを改良することができる。
【００４２】
印刷領域９において基体７に印刷されるインクは、塗布装置２１により可撓性キャリア３に塗布される。インクの均一な塗布を確保するために、本実施の形態において示されている塗布装置２１は、インクを可撓性キャリア３に塗布する塗布ローラ２３を有する。インクを塗布するために要求される接触圧は、支持ローラ２５により得られる。この支持ローラ２５は、同時に、可撓性キャリア３の偏向ローラとしても機能している。インクは、インクローラ２７を用いて塗布ローラ２３に塗布される。本実施の形態において、インクローラ２７には、インクプレート２９によりインクが塗られる。しかし、インクプレート２９に代えて、当業者により知られている他の所望の装置によってインクローラ２７にインクを塗るようにしても良い。例えば、インクローラ２７がインクを含む貯蔵容器に浸かることでインクが塗られるようにしても良い。また、インクローラ２７を設けずに、一つの塗布ローラ２３のみを設けるようにしても良い。更に、３つ以上のローラを設け、可撓性キャリア３にインクを塗布するようにしても良い。
【００４３】
本実施の形態では、インクローラ２７から垂れるインクを集めるために、ドリップ捕捉部３１が設けられている。ドリップ捕捉部３１により集められるインクは、インクを含む貯蔵容器３３に戻される。貯蔵容器３３に含まれているインクは、必要に応じて溶媒容器３５から添加される溶媒を含む。例えば、これは、貯蔵容器３３から気化した溶媒を戻すために必要である。可撓性キャリア３に塗布されて、印刷の後に再び塗布ローラ２３を用いてキャリア３から除去され貯蔵容器３３に戻されるインクから気化する溶媒を補充するために溶媒容器３５を用いても良い。貯蔵容器３３においてインクを均一に保つために、撹拌機構３７を設けることが好ましい。例えば、所望の撹拌機構を設けることができる。好適な撹拌機構は、例えば、プロペラ攪拌機、ディスク攪拌機、格子攪拌機、プレート攪拌機、アンカー状攪拌機、又は放射状攪拌機である。
【００４４】
溶媒容器３５から貯蔵容器３３に計量投入される溶媒の量は、例えば、貯蔵容器３３におけるインクの粘度測定値を用いて決定することができる。この目的のために、例えば、貯蔵容器３３に粘度計４５を設けても良い。従って、粘度計４５を用いて、溶媒の投入量が決定される。粘度計４５は、溶媒の自動計量システムに具備されることが好ましい。
【００４５】
インクは、循環ポンプ３９により、貯蔵容器３３から供給ライン４５を介してインクプレート２９に移送される。その後、インクは、インクプレート２９によりインクローラ２７に塗られる。ドリップ捕捉部３１に過度にインクが垂れると、垂れたインクは戻りライン４３を介して貯蔵容器３３に戻る。
【００４６】
可撓性キャリア３においてインクが乾燥してしまい、そして、インクが不規則に印刷されて、これにより印刷イメージに悪影響が生じることを避けるために、印刷の後に基体７に転写されていないインクを、再び塗布ローラ２３を用いて可撓性キャリア３から除去する。この目的のために、塗布ローラ２３の回転方向は、可撓性キャリア３の移送方向１７と逆方向であることが好ましい。塗布ローラ２３を用いて可撓性キャリア３から除去されるインクは、インクローラ２７により塗布ローラ２３から拭き取られ、ドリップ捕捉部３１に垂れる。そして、インクは、ドリップ捕捉部３１から戻りライン４３を介して貯蔵容器３３に戻される。
【００４７】
本発明にしたがい構成され２個のガイド要素１５．１、１５．２を有する張力装置１３は、各々、張力ローラ５１として形成される。可撓性キャリア３は、張力ローラ５１によりガイドされ、したがって、張力が与えられて可撓性キャリア３からうねりが除去される。同時に、張力装置５１を用いて、可撓性キャリア３と基体７との間の印刷ギャップ１９（ここでは図示せず）が調節される。この目的のために、張力ローラ５１は、印刷すべき基体７の方向又は基体７から離れる方向に移動する。
【００４８】
張力ローラ５１は、駆動しても良いし、駆動しなくても良い。張力ローラ５１を駆動する場合は、初めにローラ５１を可撓性キャリア３が移動する速度と同じ円周速度で回転させることが可能である。また、例えば張力ローラ５１をガイド要素１５．１として、可撓性キャリア３の移送方向においてエネルギー入力装置（すなわち、ここではレーザー１１）の上流に配置し、可撓性キャリア３の移送速度よりもゆっくりと回転させる一方で、張力ローラ５１をガイド要素１５．２として、可撓性キャリア３の移送方向においてエネルギー入力装置（すなわち、ここではレーザー１１）の下流に配置し、可撓性キャリア３の移送速度よりも早い速度で回転させることも可能である。このようにして、特に第１ガイド要素１５．１と第２ガイド要素１５．２の間の領域において可撓性キャリア３に張力が与えられる。第１ガイド要素１５．１にのみ可撓性キャリア３の移送速度よりも低い回転速度を与えるか、或いは第１ガイド要素１５．２にのみ可撓性キャリア３の移送速度よりも早い回転速度を与えても良い。更に、張力ローラ５１を可撓性キャリア３により移動させる、すなわち、張力ローラ５１を駆動することなく移動させても良い。他の実施の形態において、張力ローラ５１を回転しないように取り付けても良い。この場合、可撓性キャリア３は張力ローラ５１に対して滑動する。張力ローラ５１が移動しないか、或いは可撓性キャリア３と異なる速度で移動する場合、張力ローラ５１の表面に極低粘着性又は非粘着性のコーティングを施すか、或いは張力ローラ５１自体を非粘着性材料で形成することが好ましい。
【００４９】
本発明における２個のガイド要素１５．１、１５．２を有する張力装置１３の第２の実施の形態を図３に示す。
【００５０】
図３に示されている実施の形態は、第１ガイド要素１５．１及び第２ガイド要素１５．２が、張力ローラ５１ではなくエアクッション５３として形成される点で図２に示されている実施の形態と異なる。使用されるエアクッション５３は、例えば可撓性材料から形成される中空体である。この場合、断面は任意の所望の形状で良い。例えば、図３に示すように、中空体は長方形状の断面を有する。しかし、例えば中空体が円形断面を備えていても良い。中空体にガスが充填されることで、可撓性キャリア３に張力が与えられる。充填レベルに応じて、可撓性キャリア３にはより高いか或いはより低い張力が与えられる。エアクッション５３のスリーブとして適切な材料は、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンである。エアクッション５３の表面には、摩擦係数を低減させ可撓性キャリア３の滑動を許容するコーティングが施されることが好ましい。一方、エアクッション５３のスリーブを、可撓性キャリア３の材料に対して摩擦係数の低い材料で形成しても良い。
【００５１】
ガスを用いて充填されるエアクッションの他に、例えば、可撓性キャリア３の面に穴をあけて通される圧力管を設けて、圧力管と可撓性キャリア３との間にエアクッションを形成するようにしても良い。これにより、同時に、圧力管と可撓性キャリア３との間の摩擦係数が実質的にゼロになるという利点が得られる。
【００５２】
図２及び３に示されている実施の形態とは別に、第１ガイド要素１５．１及び第２ガイド要素１５．２を、例えば硬質の不動ロッドとして形成しても良い。この不動ロッドは、任意の所望の断面形状を備えていても良く、可撓性キャリア３がガイド要素１５．１又は１５．２に接触する領域において鋭い端部を形成して可撓性キャリア３に損傷を与えることを避けるように留意する必要がある。
【００５３】
第１の実施の形態においてガイド要素１５を有する張力装置１３が、図４に示されている。
【００５４】
２個のガイド要素１５．１、１５．２を有する張力装置１３とは異なり、１個のガイド要素１５を有する張力装置１３の場合では、ガイド要素１５が、可撓性キャリア３から基体７にインクが転写されるように与えられるエネルギーを透過する必要がある。従って、レーザー１１が使用される場合、例えば、ガイド要素１５を使用されるレーザー光を透過する材料で形成する必要がある。更に、鮮明な印刷イメージを製造するために、ガイド要素１５に使用される材料は、上記エネルギー（例えばレーザー光）を分散させないようにする必要がある。この場合、２個のガイド要素１５．１、１５．２の場合と同様、ガイド要素１５は、所望の任意の断面形状を有する。なお、この断面形状は、レーザー光１１又は集中されるエネルギーが分散しないように選択される。
【００５５】
図５において、第２の実施の形態におけるガイド要素１５を有する張力装置１３を示す。
【００５６】
図４に示す実施の形態とは異なり、図５に示される本実施の形態において、ガイド要素１５は棒状レンズ５５の形に形成されている。ガイド要素１５が棒状レンズ５５の形態に形成されることにより、使用されるレーザー光１１が集積され、より精巧な印刷ドットを形成することができる。従って、印刷の解像度がより鮮明となり、より良好な質の印刷物が製造される。ここで、棒状レンズ５５は、レーザー１１を集積させるために必要な任意の好適なレンズ形で良い。
【００５７】
印刷機１の各実施の形態において、レーザー１１がインクを転写するためのエネルギー入力装置として使用される場合、可撓性キャリア３とインクの間の界面に焦点を位置させることが好ましい。レーザー１１を可撓性キャリア３を介して導くために、可撓性キャリア３が使用されるレーザー１１を透過するように構成される必要がある。
【００５８】
１個のガイド要素１５が使用される場合であっても、ガイド要素１５がその径方向に移動可能に構成され、例えば印刷ギャップを調節することができるようにすることが好ましい。更に、ガイド要素１５がレーザー１１の移動に追従する場合、例えばレーザー１１等のエネルギー入力装置が可撓性キャリア３とともに移動するか、或いは可撓性キャリア３の移送方向と反対方向に移動することが特に好ましい。
【００５９】
非中空体及び中空体を、ガイド要素１５、又はそれぞれ第１ガイド要素１５．１及び第２ガイド要素１５．２として使用しても良い。中空体が使用される場合、ガイド要素１５、１５．１、１５．２が歪まないように壁厚が選択される。
【符号の説明】
【００６０】
１    印刷機
３    可撓性キャリア
５    偏向ローラ
７    基体
９    印刷領域
１１  レーザー
１３  張力装置
１５  ガイド要素
１５．１  第１ガイド要素
１５．２  第２ガイド要素
１７  可撓性キャリア３の移送方向
１９  印刷ギャップ
２１  塗布装置
２３  塗布ローラ
２５  支持ローラ
２７  インクローラ
２９  インクプレート
３１  ドリップ捕捉部
３３  貯蔵容器
３５  溶媒容器
３７  撹拌機構
３９  循環ポンプ
４１  供給ライン
４３  戻りライン
４５  粘度計
５１  張力ローラ
５２  エアクッション
５５  棒状レンズ
【図１】
2012512065.tif 000003
【図２】
2012512065.tif 000004
【図３】
2012512065.tif 000005
【図４】
2012512065.tif 000006
【図５】
2012512065.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月13日(2010.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷用インクを塗布可能な可撓性キャリア（３）と、該インクにエネルギーを入力するエネルギー入力装置（１１）と、を有し、
エネルギー入力装置（１１）が、印刷領域（９）において可撓性キャリア（３）のインク面と反対の面にエネルギーを入力することができるように配置されて、エネルギーの作用領域においてインクが可撓性キャリアから印刷すべき基体（７）に転写される印刷機であって、
平滑な表面を得るために、印刷領域（９）において、上記可撓性キャリアと上記基体との間に印刷ギャップ（１９）が形成され、且つエネルギーが入力される該領域において可撓性キャリア（３）に張力を与える張力装置（１３）が配置されていることを特徴とする印刷機。
【請求項２】
張力装置（１３）が、エネルギー入力装置（１１）の両側に配置される少なくとも２つのガイド要素（１５．１、１５．２）を有する請求項１に記載の印刷機。
【請求項３】
ガイド要素（１５．１、１５．２）が、張力ローラ、エアクッション、又は不動ロッドである請求項２に記載の印刷機。
【請求項４】
張力装置（１３）が、使用されるエネルギーを透過するガイド要素（１５．１、１５．２）を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項５】
使用されるエネルギーを透過するガイド要素（１５．１、１５．２）が、レーザー光線が透過する本体であり、
該本体は、透過するレーザー光が散乱しないように形成されている請求項４に記載の印刷機。
【請求項６】
使用されるエネルギーを透過するガイド要素（１５．１、１５．２）は、上記入力されるエネルギーが可撓性キャリア上で一点に集中するように構成される請求項３又は４に記載の印刷機。
【請求項７】
インクにエネルギーを入力する装置が、レーザー（１１）である請求項１〜６の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項８】
可撓性キャリア（３）が、使用されるエネルギーを透過する請求項１〜７の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項９】
可撓性キャリア（３）が、循環ベルトである請求項１〜８の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項１０】
インクを可撓性キャリア（３）に塗布する塗布装置（２１）を備えた請求項１〜９の何れか１項に記載の印刷機。
【請求項１１】
可撓性キャリア（３）からインクを除去するための装置を備えた請求項１〜０に記載の印刷機。
【請求項１２】
（ａ）インクを可撓性キャリア（３）に塗布する工程と、
（ｂ）エネルギー入力装置により可撓性キャリア（３）を介してインクにエネルギーを入力して該エネルギーの作用領域においてインクの一部を気化させ、結果としてインクの液滴を印刷すべき基体（７）に吹付けることで、インクを可撓性キャリア（３）から予め定められたパターンに従って基体（７）に転写する工程と、
を含み、
上記可撓性キャリアと上記基体との間に印刷ギャップ（１９）が形成され、且つエネルギーが入力される上記作用領域において可撓性キャリア（３）に張力が与えられていることを特徴とする基体印刷方法。
【請求項１３】
可撓性キャリア（３）が、循環ベルトであり、
基体に転写されなかったインクを、可撓性キャリア（３）から除去して戻す請求項１２に記載の基体印刷方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのガイド要素（１５；１５．１、１５．２）により可撓性キャリア（３）をガイドして該キャリアに張力を与える請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも２つのガイド要素（１５．１、１５．２）により可撓性キャリア（３）をガイドして該キャリアに張力を与え、
上記キャリアの移動方向における上記作用領域の前及び後にガイド要素（１５．１、１５．２）を配置する請求項１２〜１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
可撓性キャリア（３）を、上記エネルギーを誘導し且つ使用されるエネルギーを透過する１つのガイド要素（１５）によりガイドする請求項１２〜１５に記載の方法。
【請求項１７】
使用するエネルギーを、該使用するエネルギーを透過するガイド要素（１５）内において一点に集中させる請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
2012512065.tif 000008
2012512065.tif 000009
2012512065.tif 000010
2012512065.tif 000011