CN102548763A - 胶印印刷方法及装置 - Google Patents

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Abstract

在胶印印刷装置中,将版载置台(4)及基板载置台(6)设置为能够在设置于台座(1)的导轨(2)上行进。在导轨(2)的与长度方向中间部对应的部位设置转印机构部(9),其具有橡皮辊(10)、橡皮辊的升降用致动器(13)、橡皮辊的高度传感器(14)、检测橡皮辊与版(3)及基板(5)的接触压力的压力传感器(15)。此外,控制器控制升降用致动器(13)使得令橡皮辊(10)与版(3)及基板(5)接触时由压力传感器(15)检测到的接触压力为既定值。通过令从版(3)向橡皮辊(10)进行转印时的接触压力与从橡皮辊(10)向基板(5)进行再转印时的接触压力分别均一,令与版(3)及基板(5)的接触部分的变形量均一并且令周速相等。其结果,能够提高印刷精度。

Description

胶印印刷方法及装置
技术领域
本发明涉及一种借助印刷而在基板上形成电极图案时为了对印刷对象以高印刷精度进行精细的印刷而使用的胶印印刷方法以及装置。
本申请基于2009年9月9日在日本提出的特愿2009-208717号而主张优先权,并在此引用其内容。
背景技术
作为印刷技术的一种而具有胶印印刷,其中,使用凹版的胶印印刷作为下述方法而被广泛认知:从上过墨的凹版将墨暂时转印到(接收)转动的橡皮辊,然后进行从橡皮辊向印刷对象的墨的再转印(印刷),从而能够将上述凹版的印刷图案再现性良好地印刷到印刷对象的表面。
此外,近年来,作为将液晶显示器等的电极图案(导电图案)形成于所需要的基板上的方法,提出有下述方法:取代基于金属蒸镀膜的蚀刻等的微细加工而使用将导电膏用作印刷油墨的印刷技术,例如凹版胶印印刷技术而在基板上印刷而形成电极图案(例如参照专利文献1、专利文献2)。
在基板上形成上述液晶显示器等的电极图案时,作为电极的宽度,要求例如微细到10μm左右。进而,当在基板上重叠形成多个电极图案时,代替版而进行电极图案的重叠印刷,如果印刷位置发生错位则电极图案就会走样。因此,虽然精度根据印刷对象而多少有些差异,但在电极宽度为10μm左右的微细的电极图案中,需要将重叠错位抑制为数μm。因此,在向基板上的电极图案的印刷时,要求比在纸等上印刷文字或图像的通常的凹版胶印印刷还要高的印刷精度。
以往,作为为了提高凹版胶印印刷的印刷精度而提出来的方法之一,有例如下述的方法。使用该方法的胶印印刷机具备:在上表面保持作为凹版及印刷对象的工件的移动载置台;配置于移动载置台的上方的转印用的橡皮辊(转动橡皮布);独立地驱动移动载置台及橡皮辊的驱动机构;以及分别独立地控制移动载置台用及橡皮辊用的各驱动机构的数值控制控制器。而且,使保持凹版及工件的移动载置台的移动、及橡皮辊的转动分别独立地动作,且由操作者以手输入方式微调橡皮辊的周速,从而能够提高从凹版向橡皮辊的转印(接收)、以及从橡皮辊向工件的再转印(印刷)的精度(例如参照专利文献3)。
此外,作为为了提高胶印印刷的印刷精度的其他的方法,还有例如下述的方法。使用该方法的胶印印刷机具有:具有圆筒状抵接部(支承辊)的滚筒(橡皮辊)、以及具有平面状抵接部的本体,所述平面状抵接部支承平板状的板状体并且与圆筒状抵接部抵接。而且,一边使圆筒状抵接部与平面状抵接部抵接,一边使滚筒与板状体相对地并进移动,同时使墨在滚筒与作为板状体的版(主板)及成为印刷对象的基板(工件板)之间转移。提出有在该印刷机中,设置用来调节圆筒状抵接部与平面状抵接部之间的接触力的接触力调节机构的方案。
在具有上述构成的印刷机中,借助接触力调节机构来调节圆筒状抵接部与平面状抵接部的接触力而使接触力变化。如此一来,圆筒状抵接部的接触部分以仿形于平面状抵接部的平面形状的方式变形的程度发生变化,从而该圆筒状抵接部的接触部分的曲率半径发生变化,外观上的直径发生增减。因此,即使在并进移动量相同的情况下,也能够使滚筒的旋转角度变化。其结果,能够高精度地进行滚筒相对于作为支承于本体的板状体的版或基板的角度位置即印刷位置的对位(例如参照专利文献4)。
另外,作为使胶印印刷的印刷精度提高的条件之一,能够举出以下例子:令为了进行转印(接收)处理而使橡皮辊与版接触时、及为了进行再转印(印刷)处理而使橡皮辊与成为印刷对象的基板接触时的印压均一。但是,橡皮辊的周壁的表面部由橡胶等的具备所需的弹性的材料形成。因此,如果施加所需的压力使橡皮辊按压于版或作为印刷对象的基板,则接触部分就会沿着版或基板的表面而变形,其结果,对于在上述转印(接收)处理时从版将墨暂时吸附、然后在再转印(印刷)处理时使吸附的墨转移到基板时的橡皮辊的墨吸附、转移特性而言,会依存于橡皮辊的表面部中的与版或作为印刷对象的基板接触的部分的变形量。
另外,关于在积层滚筒的外圆周形成积层体的装置,以往曾经提出下述方案:令用来对卷绕于积层滚筒的外圆周部的片材上进行印刷的印刷部的位置对应于积层滚筒的外圆周部的厚度的变化而沿着厚度方向移动。作为上述的与厚度的变化的对应,除了将预先设定的每一层的厚度重叠积层的层数的方法外,还示出下述方法:使用配置在与印刷部的移动方向平行且通过积层滚筒的旋转中心的直线上的距离测定传感器,实时地测量与积层滚筒的外圆周部的距离变化(例如参照专利文献5)。
专利文献:
专利文献1:日本专利第2797567号公报
专利文献2:日本专利第3904433号公报
专利文献3:日本特开2000-272079号公报
专利文献4:日本特开2006-142764号公报
专利文献5:日本特开2005-183429号公报。
如上所述,对于在胶印印刷中使用的橡皮辊,周壁的表面由橡胶等具备所需的弹性的材料所形成,所以如果按压在版或作为印刷对象的基板上,则接触部分就会沿着版或基板的表面而变形。因此会有下述可能:使墨从版向橡皮辊转印时、以及使墨从橡皮辊向基板再转印时的墨的附着情况,分别根据版与橡皮辊的接触压力(印压)、以及橡皮辊与基板的接触压力(印压)而变化。其结果,在进行例如精细的电极图案的印刷时,有可能印刷成细线的电极的粗细不保持为一定。
进而,如果施加所需的压力使橡皮辊按压在版或作为印刷对象的基板上而橡皮辊的与版或基板的接触部分沿着版或基板的表面而变形,则在该接触部分处辊径变化,伴随着辊径的变化,橡皮辊的周速也会产生变化。
另一方面,作为印刷对象的基板难以制造为其厚度全部相同。因此,在每个基板上厚度尺寸上都会产生稍微的偏差。
此外,在用来进行重叠印刷的多个版彼此之间,也会在各个版的厚度上产生稍微的偏差。
如果因为作为印刷对象的各个基板的厚度的偏差,在各基板与橡皮辊的接触压力上产生差异,则即使是使用相同的版,也会有印刷于各个基板的电极图案的印刷成细线的电极的粗细并不均一的可能性。而且,印刷于各基板的印刷图案未必都一定,有再现性降低的可能性。
进而,如果因为用来进行重叠印刷的多个版彼此的厚度尺寸的偏差而在各个版与橡皮辊的接触压力上产生差异,则有可能借助使用多个版的重叠印刷而在一个基板上形成的电极图案的为细线的电极的粗细并不均一、有可能发生重叠错位。
而且,版会由于用于印刷而渐渐磨耗(消耗),因此每当使用所需的印刷次数或印刷时间就所需进行更换。此时,如果在更换前的版与更换后的新版之间存在厚度尺寸上的偏差,则可能在与橡皮辊的接触压力上产生差异。其结果,有可能在版的更换前后,印刷于基板上的电极图案的作为细线的电极的粗细发生变化、印刷于基板的印刷图案发生变化,无法得到再现性。
特别地,在为了形成如电极图案的精细的印刷图案而要求很高的印刷精度时,由于版与橡皮辊的接触压力的变化、及橡皮辊与各基板的接触压力的变化,印刷出的细线的粗细会发生微细的变化、由于伴随着橡皮辊的微小的辊径的变化的周速的变化而导致印刷位置的错位,因而有可能成为达成要求的印刷精度时的妨碍。
另外,专利文献3中公开的方法中,公开了调整橡皮辊的周速的想法,但是需要以手输入方式来调整橡皮辊的周速。而且,因为是由操作者以目视方式由印刷结果来判断是否得到适当的橡皮辊的周速,所以难以进行定量的评价。
专利文献4中公开了下述想法:调节滚筒(橡皮辊)的圆筒状抵接部与设于用来支承版或基板的本体上的平面状抵接部之间的接触力(接触压力),从而高精度地进行印刷位置的对位。然而,并未公开任何让滚筒相对于版的接触压力、滚筒相对于厚度尺寸未必都一定的各基板的接触压力保持一定的想法。因此,在专利文献4中公开的方法时,并无法消除如前所述的滚筒与版或基板的接触压力产生差异的可能性。而且,也无法消除下述问题:因为滚筒与版或基板接触时接触压力产生差异,在滚筒与版或各基板的接触部分的辊径的变化量上产生差异,该接触部分的周速产生变化,从而对于各基板的印刷精度、再现性降低。进而,为了进行印刷位置的对位而对与设于用来支承版或基板的本体上的平面状抵接部之间的接触力(接触压力)进行操作的作法,从欲使由胶印印刷所产生的印刷图案均一的本来的目的来看并不妥当。
另外,在使橡皮辊从上方依次与版及作为印刷对象的基板接触而进行胶印印刷时,即便令与版或作为印刷对象的基板接触的橡皮辊的高度保持一定,从橡皮辊施加到版或作为印刷对象的基板的印压也未必均一。
作为印压不均一的主要原因,能够列举出以下情形:有时版及基板的厚度尺寸并不相同;有时基板的厚度在每个批次中不相同;有时即使是同一批次,基板的厚度尺寸也未必均一;版随着印刷处理而消耗时或在变更印刷图案时要更换版,但更换前后的版的厚度尺寸有时存在差异;即使在同一张版或同一个印刷对象的面内,有时厚度尺寸也未必均一;以及,由于加工精度的关系而橡皮辊的旋转中心有时偏心等。
作为用于使橡皮辊与版或作为印刷对象的基板的印压均一的对策,考虑在使橡皮辊与版或作为印刷对象的基板接触时,利用载荷传感器等直接测量印压,并依据印压的测量值的大小来对橡皮辊的升降动作进行反馈控制,从而使印压保持一定。但是,此方法中测量时间比较长,所以印刷速度的高速化会受到限制。
进而,专利文献4中公开的印刷机中,为了能够高精度地进行印刷位置的对位,借助接触力调节机构来调节支承辊与支承轨道的接触力,结果,印压会不稳定。因此,在进行例如精细的电极图案的印刷时,会难以将形成为细线的电极的粗细印刷得很均一。
专利文献4中公开的方法为,使用配置在与印刷部的移动方向平行且通过积层滚筒的旋转中心的直线上的距离测定传感器来测量与积层滚筒的外圆周部的距离变化,从而实时地测量积层滚筒的外圆周部的厚度变化,在将上述方法用于检测胶印印刷装置中的与橡皮辊接触的平板状的版或基板等印刷对象的厚度变化时,必须将距离测定传感器设置在橡皮辊与平板状的版或印刷对象的接触点。因此,必须使平板状的版或印刷对象从橡皮辊向辊轴方向的外侧露出,并对应于该露出部分而配设距离测定传感器。然而,使用从橡皮辊向辊轴方向的外侧露出的版或印刷对象的作法并不切实际。
而且,即便使平板状的版或印刷对象从橡皮辊向辊轴方向的外侧露出而测量该露出部分的厚度变化,也无法从该测量结果检测出平板状的版或印刷对象的与橡皮辊实际接触的部分的辊轴方向的厚度变化。
发明内容
本发明提供一种胶印印刷方法及装置,即使如基板那样印刷对象未必为一定的厚度尺寸,也能够对各印刷对象以高再现性印刷出细线的粗细均一且没有印得太淡而不清楚或印得太浓而有晕影的印刷图案,能够提高印刷精度,并且即使在用于重叠印刷的多个版彼此未必为一定的厚度尺寸的情况下,或是更换版时更换前与更换后的版彼此未必为一定的厚度尺寸的情况下,也能以高再现性印刷出细线不会印得太淡而不清楚或印得太浓而有晕影的印刷图案,能够提高印刷精度,从而能够高精度地进行如电极图案这样的精细的印刷,并且即使在重叠印刷时也能够将重叠错位抑制为微米等级。
另外,本发明提供一种胶印印刷方法及装置,即使在版及基板等的印刷对象的厚度尺寸不相同、印刷对象的厚度每一批次不同、以及就算是同一批次基板的厚度尺寸也未必均一时,进而即便由于加工精度的关系而橡皮辊的旋转中心偏心,也能够在使橡皮辊与版接触的期间、以及使橡皮辊与印刷对象接触的期间使印压分别保持均一,能够提高从版经由橡皮辊而印刷到印刷对象的印刷图案的印刷精度,从而能够高精度地进行如电极图案这样的精细的印刷,并且利于以高速进行印刷的情况。
本发明的第一发明为一种胶印印刷方法,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方与版载置台上所保持的版接触,所述版载置台在设置于台座上的导轨上行进,接着,使上述橡皮辊从上方与在上述导轨上行进的印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,控制基于上述升降用致动器的橡皮辊的升降,使得上述橡皮辊与上述版载置台上所保持的版接触期间的接触压力、及上述橡皮辊与上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触期间的接触压力分别以既定的值保持一定。
本发明的第二发明是一种胶印印刷方法,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方与版载置台上所保持的版接触,所述版载置台在设置于台座上的导轨上行进,接着,使上述橡皮辊从上方与在上述导轨上行进的印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,控制基于上述升降用致动器的橡皮辊的升降,使得上述橡皮辊与上述版载置台上所保持的版接触开始时的接触压力为既定值,然后控制基于上述升降用致动器的橡皮辊的升降,使得在上述橡皮辊与上述版载置台上所保持的版接触的期间将该橡皮辊的高度保持一定,并且在令上述橡皮辊与上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触开始时的接触压力为既定值,然后在上述橡皮辊与上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触的期间,将该橡皮辊的高度保持一定。
进而,本发明的第三发明是一种胶印印刷装置,具有在设置于台座上的导轨上行进的版载置台及印刷对象载置台,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方依次与上述版载置台上所保持的版、及上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,具有用来检测借助升降用致动器而升降的橡皮辊相对于上述版及印刷对象的接触压力的压力传感器,并且具有控制器,该控制器具有以下功能:对上述升降用致动器发出指令,使得在上述橡皮辊与上述版之间进行转印的期间、以及在上述橡皮辊与上述印刷对象之间进行再转印的期间,从上述压力传感器输入的上述接触压力分别以既定值保持一定。
进而,本发明的第四发明是一种胶印印刷装置,具有在设置于台座上的导轨上行进的版载置台及印刷对象载置台,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方依次与上述版载置台上所保持的版、及上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,具有用来检测借助上述升降用致动器而升降的橡皮辊的高度的高度传感器、及用来检测上述橡皮辊相对于上述版及印刷对象的接触压力的压力传感器,并且具有控制器,该控制器具有以下功能:对上述升降用致动器发出指令,使得在上述橡皮辊与上述版之间开始转印时从上述压力传感器输入的接触压力为既定值,且在上述橡皮辊与上述版之间进行转印的期间,基于来自上述高度传感器的输入而对上述升降用致动器发出指令,使得在从上述压力传感器输入的接触压力变为既定值时的上述橡皮辊的高度被保持的功能;以及对上述升降用致动器发出指令,使得在上述橡皮辊与上述印刷对象之间开始再转印时从上述压力传感器输入的接触压力成为既定值,且在上述橡皮辊与上述印刷对象之间进行再转印的期间,基于来自上述高度传感器的输入而对上述升降用致动器发出指令,使得从上述压力传感器输入的接触压力变为既定值时的上述橡皮辊的高度被保持的功能。
此外,在上述胶印印刷装置中,期望控制器具有以下功能:在橡皮辊与版之间进行转印的期间、以及在橡皮辊与印刷对象之间进行转印的期间,基于来自上述高度传感器的输入而对上述升降用致动器发出指令,使得从压力传感器输入的接触压力分别变为既定值时的上述橡皮辊的高度被保持,此时在橡皮辊产生有偏心时,基于上述橡皮辊的偏心量而对应保持上述橡皮辊的高度进行修正。
本发明的第五发明是一种胶印印刷方法,在借助旋转用驱动马达使借助升降用致动器而升降的橡皮辊旋转的状态下,使上述橡皮辊从上方与在台座上的导轨上行进的移动载置台上所保持的版接触,接着使上述橡皮辊从上方与在上述导轨上行进的移动载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,在上述版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象进入橡皮辊的正下方位置之前,沿着转印时载置台行进方向预先测量上述版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的表面的以台座上表面为基准的高度,接着,在使上述橡皮辊与上述版或印刷对象接触时,将上述橡皮辊的旋转中心的在上述台座上的高度控制为下述高度:从预先测量的上述版或印刷对象的表面的高度与橡皮辊的半径的和减去既定的目标辊按压量而算出的高度。
此外,本发明的第六发明是一种胶印印刷装置,在借助旋转用驱动马达使借助升降用致动器而升降的橡皮辊旋转的状态下,使上述橡皮辊从上方依次与在台座上的导轨上行进的个别的或公共的移动载置台上所保持的版及印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,在比上述橡皮辊还靠转印时载置台行进方向的上游侧位置处,设有用来测量与版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的表面之间的距离的距离测定传感器,并且具有控制器,该控制器具有以下功能:基于从上述距离测定传感器输入的信号,将版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的位于上述距离测定传感器的正下方的部分的以台座上表面为基准的表面高度算出并暂时存储起来的功能;以及对上述升降用致动器发出指令,使得在上述的部分被配置到上述橡皮辊的旋转中心的正下方而与橡皮辊接触的时刻,使上述橡皮辊的旋转中心的上述台座上的高度与下述高度一致的功能,所述高度是从上述版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的表面中的上述部分的预先测量的表面的高度与橡皮辊的半径的和减去既定的目标辊按压量而算出的高度。
根据本发明,能够实现如以下所述的良好的效果:
(1)根据本发明的第一及第三发明,能够令使橡皮辊与版接触而进行油墨的转印时的接触压力、以及使橡皮辊与印刷对象接触而进行再转印时的接触压力,分别以既定的接触压力保持均一,所以能够将使橡皮辊与版接触时的接触部分的变形量、以及使橡皮辊与印刷对象接触时的接触部分的变形量分别保持均一。
因此,能够使印刷出来的细线的粗细均一,并且能够将进行从上述版到橡皮辊的转印时的橡皮辊的周速、及进行从橡皮辊到印刷对象的油墨的再转印时的橡皮辊的周速分别保持均一。因而,能够提高从版经由橡皮辊而印刷到印刷对象的印刷图案的再现性,能够将如电极图案这样的精细的印刷图案正确地印刷到印刷对象。
(2)此外,即使印刷对象载置台上所保持的印刷对象的厚度尺寸有偏差,也能够事先防止对各印刷对象进行再转印时的橡皮辊的接触压力及周速的偏差。因此,能够事先防止在各印刷对象上发生的印刷精度及再现性的偏差。
(3)此外,即使用于进行重叠印刷的多个版、或更换版时的更换前与更换后的版的厚度尺寸有偏差,也能够事先防止橡皮辊相对于各版的接触压力及周速的偏差。因此,能够事先防止因上述版的厚度尺寸的偏差而发生的印刷精度及再现性的偏差。
(4)进而,因为能够对印刷对象进行正确且再现性高的印刷,所以即使是对于印刷对象进行如电极图案这样的精细的印刷图案的重叠印刷,也能够抑制重叠错位。因而,有利于将重叠错位抑制于微米等级。
(5)根据本发明的第二及第四发明,使橡皮辊与版及印刷对象接触并分别将接触压力暂时控制为既定的接触压力,然后保持使橡皮辊的接触压力成为既定的接触压力的时刻的橡皮辊的高度,由此能够在使橡皮辊与版接触时的接触部分的变形量、及使橡皮辊与印刷对象接触时的接触部分的变形量都均一的状态下使橡皮辊与版及印刷对象接触。
因而,能够得到与上述(1)(2)(3)(4)一样的效果。
(6)通过令控制器具有下述功能:在橡皮辊与版之间进行转印的期间、以及在橡皮辊与印刷对象之间进行转印的期间,基于来自高度传感器的输入而对升降用致动器发出指令,以保持从压力传感器输入的接触压力分别变为既定值时的橡皮辊的高度,此时,在橡皮辊产生偏心时,基于橡皮辊的偏心量而对应保持上述橡皮辊的高度进行修正的功能,从而,即使橡皮辊偏心,也能够将橡皮辊与版或印刷对象接触的部分的变形量保持为使橡皮辊与版或印刷对象接触并将接触压力分别暂时控制在既定的接触压力的状态下的变形量,能够在该状态下在橡皮辊与版或印刷对象之间进行转印或再转印。
因而,如上所述即使橡皮辊偏心,也能够提高印刷精度。
(7)根据本发明的第五及第六发明,能够在使橡皮辊与版接触而进行转印(接收)处理的期间、以及使橡皮辊与印刷对象接触而进行再转印(印刷)处理的期间,使橡皮辊总是以既定的目标辊按压量按压于版或印刷对象。因此,能够使从橡皮辊向版或印刷对象作用的印压保持均一。
(8)因此,能够提高从版经由橡皮辊而印刷到印刷对象的印刷图案的印刷精度,从而能够高精度地进行如电极图案这样的精细的印刷。
(9)进而,以令橡皮辊相对于版或基板的按压量为目标辊按压量的方式进行的橡皮辊的高度的控制基于下述高度的测量结果而进行,即在版载置台上的版或基板载置台上的基板配置在比橡皮辊的旋转中心还要靠转印时载置台行进方向的上游侧的时刻预先测量的版或基板的表面的高度的测量结果。因此,能够防止响应时间的延迟。因而,有利于一边使印压均等地进行控制一边以高速进行印刷。
附图说明
图1是表示本发明的胶印印刷方法及装置的实施方式的概略侧视图。
图2是放大表示图1的胶印印刷装置中的转印机构部的剖视图。
图3是图2的A-A箭头方向视图。
图4是表示图1的胶印印刷装置所具备的控制器的控制构成的概要图。
图5是通过图1的胶印印刷装置的控制器来控制橡皮辊的高度时的控制框图。
图6是通过图1的胶印印刷装置的控制器而将橡皮辊的接触压力控制为一定时的控制框图。
图7A是表示通过图1的胶印印刷装置进行胶印印刷时的转印机构部的转印动作顺序的概要图,表示转印前的初始状态。
图7B是表示通过图1的胶印印刷装置进行胶印印刷时的转印机构部的转印动作顺序的概要图,表示使橡皮辊的旋转与版载置台的行进同步地开始动作的状态。
图7C是表示通过图1的胶印印刷装置进行胶印印刷时的转印机构部的转印动作顺序的概要图,表示使橡皮辊与版接触的状态。
图8A是表示图1的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图7C后的动作的概要图,表示将橡皮辊与版的接触压力控制在既定压力的状态。
图8B是表示图1的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图7C后的动作的概要图,表示使橡皮辊的相对于版的接触压力保持在既定压力的状态。
图9A是表示图1的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图8B后的动作的概要图,表示使橡皮辊上升到退避高度的状态。
图9B是表示图1的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图8B后的动作的概要图,表示转印完成的状态。
图10A是表示图1的胶印印刷装置的上墨装置的概略侧视图,表示对于版的上墨开始前的状态。
图l0B是表示图1的胶印印刷装置的上墨装置的概略侧视图,表示使墨压入刮板及墨刮取刮板与版接触而开始上墨的状态。
图10C是表示图1的胶印印刷装置的上墨装置的墨压入刮板及墨刮取刮板的概略侧视图。
图11A是表示图1的胶印印刷装置的上墨装置的概略侧视图,表示使保持着已经将墨转印到橡皮辊的版的版载置台行进到版载置台待机区的状态。
图11B是表示图1的胶印印刷装置的上墨装置的概略侧视图,表示通过墨返回刮板使版上的墨团回到版的导轨长度方向的另一端附近的端边部的状态。
图12是表示本发明的另一实施方式的、胶印印刷装置的进行基于控制器的令橡皮辊的压力保持为一定的控制完成时的令橡皮辊的高度保持的辊高度保持控制时的控制框图。
图13是表示进行图12的辊高度保持控制时的转印动作的图。
图14是表示本发明的胶印印刷方法及装置的另一实施方式的概略侧视图。
图15是放大表示图1的胶印印刷装置中的转印机构部而示出的局部剖视图。
图16是图15的Al-Al箭头方向视图。
图17是图16的B-B箭头方向视图。
图18是放大表示橡皮辊的与版或印刷对象的接触部分而示出的侧视图。
图19是表示图14的胶印印刷装置所具备的控制器的控制构成的概要图。
图20是表示控制器所具备的表面高度暂时存储数据平台的概要的图。
图21是表示基于图14的胶印印刷装置的控制器的橡皮辊不与版或基板接触的状态下控制橡皮辊的高度时的控制框图。
图22是基于图14的胶印印刷装置的控制器的橡皮辊以目标辊按压量按压于版或基板时的控制框图。
第23A图是表示通过图14的胶印印刷装置进行胶印印刷时的转印机构部的转印动作顺序的概要图,表示转印前的初始状态。
图23B是表示通过图14的胶印印刷装置进行胶印印刷时的转印机构部的转印动作顺序的概要图,表示使橡皮辊的旋转与版载置台的行进同步地开始动作的状态。
图23C是表示通过图14的胶印印刷装置进行胶印印刷时的转印机构部的转印动作顺序的概要图,表示使橡皮辊与版接触的状态。
图24A是表示图14的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图23C后的动作的概要图,表示将橡皮辊的高度控制为使得橡皮辊以既定的目标辊按压量按压转印范围的状态。
图24B是表示图14的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图23C后的动作的概要图,表示使橡皮辊上升到退避高度的状态。
图24C是表示图14的胶印印刷装置的转印机构部的转印动作顺序的接在图23C后的动作的概要图,表示转印完成的状态。
具体实施方式
以下,参照附图来说明实施本发明的方式。
图1至图11B表示本发明的胶印印刷方法及装置的一实施方式,具有以下的构成。
即,在水平的台座1的上侧,设有沿一方向(X轴方向)延伸的导轨2,例如为一组两根的导轨2。在导轨2上,依次从导轨2的长度方向的一端侧(图1中的左侧)配置有将凹版等的版3保持于其上面部的版载置台4、以及将作为印刷对象的基板5保持于其上面部的作为印刷对象载置台的基板载置台6。这些载置台4、6被安装为分别能够经由独立的导块2a而相对于导轨2滑动,并且通过线性马达等的独立的驱动装置7而能够沿着导轨2独立地移动(行进)。
另外,版载置台4及基板载置台6各自的沿着导轨2的长度方向的位置即以既定的点为基准的沿着X轴方向的绝对位置,能够通过与导轨2平行地设在台座1上的公共的线性尺8来进行检测。
在台座1上的与导轨2的长度方向中间部对应的部位,设有转印机构部9。转印机构部9具有:橡皮辊10,在导轨2的上方配置为沿与导轨2的长度方向正交的方向(Y轴方向)延伸,能够被驱动马达11驱动而转动; 编码器12,用来检测橡皮辊10的旋转速度以及圆周方向的角度姿态;升降用致动器13(图中是表示为起重器的形式),为用来使橡皮辊10升降的起重器或滚珠丝杠机构等;高度传感器14,用来检测橡皮辊10的高度;以及压力传感器15。升降用致动器13使橡皮辊10在下述退避高度(退避位置)Ha与下述接触高度(接触位置)Hb之间移动,所述退避高度(退避位置)Ha是橡皮辊10的周壁面的下端部配置于比各载置台4、6的上表面高出所需尺寸的位置的位置,所述接触高度(接触位置)Hb是橡皮辊10的周壁面的下端部配置在与各载置台4、6的上表面对应的高度的位置。此外,压力传感器15为,当借助升降用致动器13而下降到接触高度Hb的橡皮辊10与配置在其下方的状态的版载置台4上所保持的版3或基板载置台6上所保持的基板5接触并且将橡皮辊10向下方施力推压时,检测两者间的接触压力。
另外,在台座1上的与导轨2的长度方向一端部对应的部位,设有用来使版载置台4移动到导轨2的长度方向一端部并在该处待机的版载置台待机区16。而且,在台座1上的版载置台待机区16与转印机构部9之间,设有用来对版载置台4的上面部上所保持的版3进行上墨的上墨装置17。
在台座1上的与导轨2的长度方向另一端部对应的部位,设有基板设置区18,用来在使基板载置台6移动到导轨2的长度方向另一端部并在该处待机的状态下,对于基板载置台6的上面部进行用于进行新的印刷处理的基板5的安装、以及印刷处理后的基板5的拆下。
另外,具有控制器19,其基于从线性尺8输入的关于版载置台4及基板载置台6在导轨2的长度方向的位置的检测信号、以及从转印机构部9的编码器12及高度传感器14及压力传感器15输入的信号,对版载置台4及基板载置台6的各自的驱动装置7、以及转印机构部9的橡皮辊10的驱动马达11和升降用致动器13发出指令。而且,本发明的胶印印刷装置由以上所述的各部件所构成。
详细而言,在转印机构部9中,如图1至图3所示,在导轨2的长度方向中间部的两方的外侧,具有所需的高度的支柱部件21沿导轨2的长度方向(X轴方向)隔着所需的间隔地各设置两根。另外,以横切导轨2的长度方向中间部的上方的方式配置的梁部件22将各支柱部件21的顶部彼此连结起来而与支柱部件21一起构成门形的框架20。在框架20中,在分别沿着X轴方向而配设于导轨2的外侧的两根支柱部件21彼此之间,经由沿上下方向延伸的线性导件26而能够沿上下方向移动地安装有辊壳体24的两端部,所述辊壳体24经由轴承25而将橡皮辊10的两端的旋转轴23保持为旋转自如。
另外,在辊壳体24的沿橡皮辊10的轴心方向隔着所需间隔的两个部位、例如与橡皮辊10的轴心方向两端部大致对应的两个部位、以及分别与各部位对应的框架20的梁部件22的两个部位之间,分别以直列的方式夹装有升降用致动器13及压力传感器15。
此外,在辊壳体24的两端部的所需的部位与框架20的分别与其对应的支柱部件21的所需部位之间,设有例如为上下方向的线性尺的高度传感器14而作为橡皮辊10的高度传感器14。而且,通过各高度传感器14检测辊壳体24的上下方向位置,从而能够间接地进行辊壳体24所保持的橡皮辊10的高度的检测。由此,伴随着各升降用致动器13的同步驱动,使橡皮辊10与辊壳体24一体地沿着线性导件26沿上下方向移动,能够将橡皮辊10配置到由高度传感器14检测的既定的退避高度Ha或接触高度Hb。因而,在将橡皮辊10抬起到退避高度Ha的状态下,能够使沿着导轨2移动的版载置台4或基板载置台6通过橡皮辊10的下方而不会与橡皮辊10干涉。
此外,在版载置台4或基板载置台6配置于橡皮辊10的正下方的状态下,通过各升降用致动器13使橡皮辊10与辊壳体24一体地下降到接触高度Hb,能够使橡皮辊10的周壁面从上方抵接于版载置台4的上面部所保持的版3或基板载置台6的上面部所保持的基板5。此时,通过与各升降用致动器13直列地设置的各压力传感器15能够检测出橡皮辊10相对于版载置台4上的版3或基板载置台6上的基板5的接触压力作为各升降用致动器13与辊壳体24一体地对橡皮辊10向下方施加的力的反作用力。
在辊壳体24的一侧,朝向内方地安装有驱动马达11。而且,将驱动马达11的未图标的输出轴与橡皮辊10的一侧的旋转轴23连接,所述橡皮辊10的一侧的旋转轴23由辊壳体24的长度方向的一侧的轴承25保持为能够旋转自如,从而能够利用驱动马达11的运转来驱动橡皮辊10转动。
进而,在驱动马达11的未图示的输出轴上安装有编码器12。利用编码器12能够检测出借助驱动马达11的运转而驱动橡皮辊10转动时的橡皮辊10的旋转速度、及橡皮辊10的旋转角度(以圆周方向的某一个位置为基准的角度)。
控制器19如图4所示的其控制构成那样,具有载置台行进控制部19a、辊位置控制兼压力控制部19b、及辊旋转控制部l9c。载置台行进控制部19a基于从设于台座1上的线性尺8输入的版载置台4及基板载置台6的各自的载置台位置检测信号S1,向版载置台4及基板载置台6的各自的驱动装置7发出指令,从而控制各载置台4、6的位置、移动方向(行进方向)及移动速度(行进速度)。辊位置控制兼压力控制部19b基于从转印机构部9中的各高度传感器14输入的橡皮辊10的高度的检测信号S2、以及从各压力传感器15输入的橡皮辊10相对于版3或基板5的接触压力的检测信号S3而向橡皮辊10的各升降用致动器13发出指令,从而控制橡皮辊10的高度、及橡皮辊10相对于版3或基板5的接触压力。辊旋转控制部19c基于从橡皮辊10的驱动马达11上所安装的编码器12输入的橡皮辊10的旋转速度及旋转角度的检测信号,向橡皮辊10的驱动马达11发出指令,从而控制橡皮辊10的旋转速度及旋转角度。此外,能够与载置台行进控制部19a同步地控制辊位置控制兼压力控制部19b及辊旋转控制部19c。
另外,控制器19作为其控制功能而包括下述功能:进行辊高度控制的功能,用于根据需要而进行将橡皮辊10配置到退避高度Ha或接触高度Hb的某一高度;以及进行接触压力一定控制的功能,在使橡皮辊10与版3接触而进行转印(接收)时使橡皮辊10相对于版3的接触压力保持一定,且在使橡皮辊10与基板5接触而进行再转印(印刷)时使橡皮辊10相对于基板5的接触压力保持一定。
对于基于控制器19的辊高度控制,参照图5所示的控制框图来进行说明。另外,在图5中,为了方便而省略转印机构部9的框架20及橡皮辊10的辊壳体24的记载,并且对附设在橡皮辊10上的驱动马达11、编码器12、升降用致动器13、作为高度传感器的线性尺14、压力传感器15的形状及配置做了一些变更。另外,也省略橡皮辊10的一侧的升降用致动器13的控制系统的记载(图6及12中也同样)。
如果输入关于由台座1上的线性尺8(参照图2、图4)检测到的版载置台4的X轴方向的位置、及基板载置台6的X轴方向的位置的载置台位置检测信号S1,则控制器19基于各载置台位置检测信号S1而进行基于预先设定的所需的数据平台函数的数据平台函数处理27,判断应将橡皮辊10配置到退避高度Ha或接触高度Hb的哪一高度,并输出退避高度Ha或接触高度Hb的高度目标值h。接着,控制器19将高度目标值h、以及基于从转印机构部9的高度传感器14输入的检测信号的橡皮辊10的高度当前值h1输入至减法器28,求出高度当前值h1相对于高度目标值h的高度偏差△h,然后为了使此高度偏差△h变为0而进行基于PID控制等的反馈控制理论的反馈处理29从而求出驱动指令C1,将该驱动指令C1发给橡皮辊10的升降用致动器13。
通过这样地使升降用致动器13根据驱动指令Cl而动作,能够对应于版载置台4或基板载置台6的X轴方向的位置,如后所述地,在为了在橡皮辊10与版3或基板5之间进行墨的转印而使橡皮辊10与版3或基板5接触时,使橡皮辊10配置在接触高度Hb,在此外的其他时候,使橡皮辊10配置在退避高度Ha。
此外,对于基于控制器19的橡皮辊10的接触压力一定控制,参照图6所示的控制框图进行说明。
即,使墨从版3向橡皮辊10转印(接收)时,需要令上墨到版3的墨吸附到橡皮辊10的表面。另一方面,令墨从橡皮辊10再转印到作为印刷对象的基板5时,则需要使吸附到橡皮辊10的表面的墨离开橡皮辊10的表面然后吸附到基板5的表面。因此,从版3到橡皮辊10的墨的转印特性、与从橡皮辊10到基板5的墨的转印特性未必会相同。而且,为了提高胶印印刷整体的转印性能,使橡皮辊10与版3接触时期望的接触压力、以及使橡皮辊10与基板5接触时期望的接触压力也未必会相同。
因此,在进行橡皮辊10的接触压力一定控制时,预先在压力决定模块30对应于要使橡皮辊10接触的对象是版3或基板5的哪一个而分别地设定期望的某一接触压力的目标值p。然后,将此压力目标值p、以及从转印机构部9的压力传感器15输入的橡皮辊10相对于版载置台4上所保持的版3、或基板载置台6上所保持的基板5的接触压力的当前值p1输入至减法器31,求出接触压力当前值p1相对于压力目标值p的压力偏差△p。然后,为了使此压力偏差△p变为0而进行基于PID控制等的反馈控制理论的反馈处理32而求出驱动指令C2,将该驱动指令C2发给橡皮辊10的升降用致动器13。通过使升降用致动器13基于驱动指令C2而动作,能够如后述那样,在使墨的转印在橡皮辊10与版3或基板5之间进行时,使橡皮辊10以对应于期望的压力目标值p的一定的接触压力与版3或基板5接触。
此时,在利用与橡皮辊10的轴心方向两端部大致对应地设置的两个升降用致动器13对橡皮辊10的轴心方向两端部向下方施力的状态下,利用设置于各升降用致动器13的压力传感器15监视接触压力当前值p1,以与上述同样的处理顺序分别地进行两个升降用致动器13的控制,从而能够实现橡皮辊10相对于版3或基板5的接触面内的压力的均一化。
在如上所述地利用具有橡皮辊10的高度控制的功能以及接触压力一定控制的功能的控制器19来实施基于本发明的胶印印刷装置的胶印印刷时,在转印机构部9中进行从版3到橡皮辊10的墨的转印(接收)时的转印动作以图7A至图9B所示的顺序进行。
另外,在上述的图中,令转印时的橡皮辊10的旋转方向为顺时针方向,令版载置台4的转印用行进方向为从导轨2的长度方向另一端侧朝向一端侧的方向(向左)。
进行从版3到橡皮辊10的转印动作时,预先利用图5所示的橡皮辊10的高度控制的功能使橡皮辊10如图7A所示地配置到退避高度Ha。另外,此时,使橡皮辊10的旋转停止。另外,在通过上墨装置17预先对版载置台4上所保持的版3进行了上墨的状态下,使版载置台4配置到转印开始位置X0处令其暂时停止,所述转印开始位置X0预先设定在比橡皮辊10的正下方更靠转印用的行进方向的上游侧。另外,图中,以版载置台4的导轨2长度方向的另一端附近的端部(图中的右端部)为基准来决定载置台位置。
接着,如图7B所示,在使橡皮辊10配置于退避高度Ha的状态下,通过驱动马达11的运转使橡皮辊10旋转。并且,通过驱动装置7(参照图2)的运转而使停止在转印开始位置Xa的版载置台4向转印用行进方向行进。此时,如后所述地进行使接触压力保持一定的控制而设定橡皮辊10的旋转速度、及版载置台4的行进速度,以便令橡皮辊10以预先设定的既定压力以按压的方式与版3接触从而令橡皮辊10的基于与版3的接触部分发生变形时的橡皮辊10的变形部分的辊径的周速与版载置台4的行进速度一致。而且,基于随着使橡皮辊10与版3接触而发生变形的部分的辊径,在接下来的工序中进行相位同步控制,使得令橡皮辊10与版载置台4上所保持的版3接触而开始转印时的以橡皮辊10与版3的接触部位为起始点的橡皮辊10的圆周方向位置与版载置台4的X轴方向位置一致。
接着,如图7C所示,在朝向转印用行进方向行进的版载置台4到达向橡皮辊10的正下方进入了既定量的滚筒接触位置Xl的时刻,控制器19利用图5所示的橡皮辊10的高度控制的功能,向各升降用致动器13发出高度控制用的驱动指令Cl,使橡皮辊10下降到事先设定的接触高度Hb,使橡皮辊10的外周面的下端部与版载置台4上所保持的版3接触。另外,在利用上墨装置17如后所述地对版载置台4上所保持的版3进行上墨时,在版3的导轨2的长度方向一端附近的端边部会形成墨团,所以以橡皮辊10不会接触到此墨团的方式来设定橡皮辊10相对于版3的接触位置。
如上所述,如果令橡皮辊10的周壁面与版载置台4上的版3接触,则利用转印机构部9中与橡皮辊10的各升降用致动器13直列设置的各压力传感器15来检测出橡皮辊10相对于版3的接触压力的压力当前值pl。
由上述各压力传感器15所检测到的配置于接触高度 Hb的橡皮辊10相对于版3的接触压力的压力当前值p1的检测信号被输入至控制器19。在控制器19中,将其功能从图5所示的橡皮辊10的高度控制切换至图6所示的接触压力一定控制,发出压力控制用的驱动指令C2给橡皮辊10的各升降用致动器13。其结果,将压力传感器15所检测到的橡皮辊10相对于版3的接触压力的压力当前值p1如图8A所示地保持为以预先设定的既定的接触压力的目标值p而固定不变。另外,此时,能够一边将橡皮辊10的旋转速度与基于版载置台4的行进的版3的移动速度维持为相互同步一边令两者减速,直到橡皮辊10相对于版3的接触压力成为稳定的值。
然后,如图8B所示,在旋转的橡皮辊10与行进的版载置台4上的版3接触而进行转印的期间,控制器19控制各橡皮辊10的升降用致动器13(参照图6) 使得由各压力传感器15所检测出的橡皮辊10相对于版3的接触压力的压力当前值p1以既定的接触压力目标值 p保持一定。由此,在橡皮辊10中使与版3的接触部分产生的变形量保持于某一定量。
从橡皮辊10到版3的转印完成后,如图9A所示,如果版载置台4到达设定于完全通过橡皮辊10的正下方之前的滚筒分离位置X2,则在橡皮辊10的旋转及版载置台4的行进仍继续进行的状态下,控制器19利用图5所示的橡皮辊的高度控制的功能而发出高度控制用的驱动指令Cl给各升降用致动器13,使橡皮辊10上升至退避高度Ha。另外,如上所述地,使橡皮辊10上升而使其与版3分离后,能够解除橡皮辊10的旋转速度与版载置台4的行进速度的同步控制。
然后,如图9B所示,当版载置台4行进到转印完成位置X3时,控制器19使上升至退避高度Ha的橡皮辊10的旋转停止,恢复到与图7A所示相同的初始状态。
在转印机构部9中,以上述图7A至9B所示的顺序进行从版3到橡皮辊10的墨的转印(接收)后,进行从橡皮辊10到作为印刷对象的基板5的墨的再转印(印刷),此时,取代保持着版3的版载置台4而使用保持着作为印刷对象的基板5的基板载置台6。然后,通过控制器19让转印动作以与图7A至9B所示相同的顺序进行,从而能够进行从橡皮辊10到基板5的墨的再转印(印刷)。
另外,通过控制器19的图6所示的接触压力一定控制的功能,与图8A,8B所示时一样,使橡皮辊10以一定的接触压力与基板5接触时,如前所述,在压力决定模块30中,与令橡皮辊10与版3接触时的接触压力的压力目标值p分别地设定令橡皮辊10与基板5接触时的接触压力的压力目标值p。因此,使橡皮辊10以一定的接触压力与基板5接触时的橡皮辊10的接触部分的变形量未必与使橡皮辊10与版3接触时的接触部分的变形量一致。
因此,进行从橡皮辊10到基板5的墨的再转印(印刷)时,要预先测量由于对于版3及基板5的接触压力的不同而产生的橡皮辊10的变形量的不同。然后,考虑由于该变形量的不同所导致的周速的变化,在图7B到9A的期间,修正设定橡皮辊10的旋转速度、及基板载置台6的行进速度,使得在进行接触压力一定控制而使橡皮辊10以预先设定的既定的接触压力与基板5接触时,橡皮辊10的基于与基板5的接触部分产生的变形部分的辊径的周速与基板载置台6的行进速度一致。由此,在橡皮辊10与基板载置台6上所保持的基板5接触时,与图8A,8B所示时同样地进行接触压力一定控制。因此,即使作为印刷对象的各基板5的厚度尺寸有变化,也能够使橡皮辊10与各基板5接触时的压力均一。因而,橡皮辊10与各基板5接触时的接触部分的变形量每次都相同。因此,能够提高从橡皮辊10再转印到各基板5的印刷图案的再现性,因而,即使印刷到各基板5的印刷图案为如精细的电极图案这样的具有细线的印刷图案时,也能够以均一的粗细以及高再现性来印刷出细线。
但是,由于橡皮辊10的制作精度等原因,其轴心与两端部的旋转轴23的轴心未必完全一致,此时,橡皮辊10有时会因为上述偏心而圆周位置根据旋转角度而不均一。控制器19将橡皮辊10相对于版3或基板5的接触压力控制成一定,所以即使橡皮辊10如上所述地发生了偏心,也能够使橡皮辊10相对于版3或基板5的接触部分的变形量都很均一。然而,即使进行上述接触压力一定控制,仍不能防止因为偏心而根据橡皮辊10的旋转角度而周速变化的情况。另一方面,橡皮辊10的周速是将旋转角度乘以从轴心到版3或基板5的距离即旋转半径而得到的。因此,橡皮辊10发生偏心时,预先在将厚度已知的未图示的检查用基板保持在基板载置台6上的状态下,一边进行基于来自版3的转印时的接触压力以及到基板5的再转印时的接触压力的接触压力一定控制,一边使橡皮辊10旋转而与上述检查用基板接触,并将此时作为高度传感器的线性尺14所检测到的橡皮辊10的高度的变化与橡皮辊10的旋转角度变化一起进行存储。然后,求出存储的橡皮辊10的高度与已知的上述检查用基板的高度的差,能够从橡皮辊10在某一旋转角度时的自版3的转印时的接触压力以及向基板5的再转印时的接触压力,得到各情况下的接触部分的旋转半径。
因而,针对存在偏心的橡皮辊10,制成对于每个橡皮辊10的旋转角度而存储其旋转半径的修正用的数据平台,并根据此数据平台对橡皮辊10的驱动马达11发出指令,进行使驱动马达11的旋转速度对应于橡皮辊10的旋转角度而适当变化的修正,从而能够使橡皮辊10的周速保持一定。
或者,也能够使驱动马达11的旋转速度保持一定,且对应于存在偏心的橡皮辊10的周速的变化而对版载置台4或基板载置台6的行进速度进行修正,从而使橡皮辊10的周速与版载置台4上的版3或基板载置台6上的基板5的移动速度同步。
另外,也能够通过定期地测量更新偏心的橡皮辊10的旋转半径数据,而应对橡皮辊10的磨耗等的随着时间经过而产生的变化。
上墨装置17如图1、10A至10C及1lA、11B 所示,在比沿着导轨2而移动的版载置台4的上表面略靠上方的退避高度,从导轨2的长度方向一端侧起依次具有墨返回刮板33、墨压入刮板34、及墨刮取刮板35。各刮板33、34、35都具有能够使其下端部下降到与版载置台4上所保持的版3相接的位置的未图标的致动器。
墨返回刮板33以其下端侧位于比上端侧更靠导轨2的长度方向一端侧附近的位置的方式倾斜。
此外,墨压入刮板34及墨刮取刮板35都是以其下端侧位于比上端侧更靠导轨2的长度方向另一端侧附近的位置的方式倾斜。而且,墨压入刮板34相对于水平面的倾斜角度比墨刮取刮板35小。由此,即使在使用导电膏这样的粘性大的墨来做为墨时,也能够利用相对于水平面的倾斜角度比较小的墨压入刮板34来提高向版3的墨的充填性。此外,利用墨压入刮板34暂时向版3强制地压入,结果墨压入刮板34通过后从版3凸起的墨的多余部分利用相对于水平面的倾斜角度较大而提高刮取性能的墨刮取刮板35而被刮取,因此能够将适当量的墨上墨到版3。在通过上墨装置17进行对版的上墨时,如图10A所示,在配置于台座1的版载置台待机区16的版载置台4的上面部上安装版3,且让所需量的墨团36、例如由导电性膏这样的墨作为墨团36而载置在版3的表面的导轨2的另一端侧的端部。在该状态下,如图10A中的双点划线所示,使版载置台4沿着导轨2向导轨2的长度方向另一端侧移动,并通过上墨装置17而向转印机构部9侧移动。此时,首先使墨压入刮板34在版3中的导轨2的另一端侧的端部快要到达其正下方之前下降至与版3接触的位置,接着如图10B所示,使墨刮取刮板35在版3中的导轨2的另一端侧的端部快要到达其正下方之前下降至与版3接触的位置。结果,如图10C 所示,借助伴随着版载置台4的向导轨2的长度方向另一端侧的移动而相对地在版3的表面上滑动的墨压入刮板34,将载置在版3的表面上的导轨2的另一端侧的端部上的墨团36的墨压入于版3。然后,通过与墨压入刮板34同样地相对地在版3的表面上滑动的墨刮取刮板35刮取压入于版3的墨的多余部分,从而进行对板3的上墨。上过墨的版3通过版载置台4的移动而被向转印机构部9侧输送。
另外,墨压入刮板34及墨刮取刮板35在版3中的导轨2的一端侧的端部快要通过其正下方之前离开版3而上升到退避位置。其结果,能够使相对于版3滑动的墨压入刮板34及墨刮取刮板35的形成在导轨2的长度方向一端侧的墨团36如图11A所示集中在通过了上墨装置17后的版3的表面的导轨2的一端侧的端部。进而在该状态下将保持着为载置有墨团36的状态的版3的版载置台4输送至转印机构部9,从而能够进行从版3到橡皮辊10的墨的转印。
然后,使保持着进行了对于橡皮辊10的墨的转印后的版3的版载置台4从转印机构部9侧向导轨2的长度方向一端侧移动而通过上墨装置17回到版载置台待机区16。此时,如图11B所示,使配置于上述退避位置的墨返回刮板33下降到与伴随着版载置台4的移动而向导轨2的长度方向一端侧移动的版3的表面相接的位置,相对地从版3的表面的导轨2的一端侧的端部滑动到导轨2的另一端侧的端部。其结果,能够令借助墨压入刮板34及墨刮取刮板35而聚集于版3的表面的导轨2一端侧的端部的墨团36回到版3的表面的导轨2的另一端侧的端部,成为与图10A所示同样的初始状态。
另外,在图1所示的胶印印刷装置中,版载置台4及基板载置台6在其上部分别具有能够进行沿导轨2的长度方向 (X轴方向)及与导轨2的长度方向正交的方向(Y轴方向)的水平移动、以及相对于导轨2的长度方向的偏转角度(θ)的旋转的对准台4a及6a。而且,能够将版3及作为印刷对象的基板5分别安装在各对准台4a及6a的上面部。
此外,在台座1的长度方向的不会与转印机构部9、版载置台待机区16、上墨装置17及基板设置区18干涉的所需部位,例如转印机构部9与基板设置区18之间的部位,设有对准区37。因此,能够在对准区37中对于版载置台4的对准台4a上所保持的版3、及基板载置台6的对准台6a上所保持的基板5,利用公共的对准传感器38对相对于分别对应的载置台4、6的相对位置进行传感器反馈对准修正。
具体而言,在对准区37设有能够供版载置台4及基板载置台6通过其下方的支承台座39。另外,在支承台座39的与版载置台4及基板载置台6的对角对应的两个部位或与四个角部对应的四个部位,分别朝向下方地设有作为对准传感器38的精密摄影机38。
在针对版载置台4上所保持的版3获取初始对准时,预先在使用的版3的对角或四个角部标示未图标的对准标记。接着,使在版载置台待机机区16安装有版3的版载置台4向对准区37移动,并使其在对准区37中预先设定的既定的对准位置处停止。然后,在该状态下,通过支承台座39上的各精密摄影机38来检测版3的对角或四个角部的未图标的对准标记,然后进行基于版载置台4的对准台4a的在X-Y方向的水平移动以及旋转的位置修正,从而使各对准标记成为既定的配置,从而能够使版3相对于版载置台4的相对位置总是为相同的配置。
在对基板载置台6上所保持的基板5获取初始对准时,预先在使用的基板5的对角或四个角部标示未图标的对准标记。接着,使在基板设置区18安装有新的作为印刷对象的基板5的基板载置台6向对准区37移动,并使其在上述既定的对准位置处停止。然后,在该状态下,通过支承台座39上的各精密摄影机38来检测基板5的对角或四个角部的未图标的对准标记,然后进行基于基板载置台6的对准台6a的在X-Y方向的水平移动以及旋转的位置修正而使各对准标记成为既定的配置,从而能够使基板5相对于基板载置台6的相对位置总是为相同的配置。
因此,相对于在对准区37取得了初始对准的状态时的版载置台4上的版3的位置,能够使在对准区37取得了初始对准的基板载置台6上的基板5的相对的配置总是为相同的配置。
另外,在对于基板载置台6上所保持的作为印刷对象的基板5进行重叠印刷时,对于作为印刷对象的各基板5的第一层印刷图案的配置并不特别要求严密的再现性、且防止印刷图案的重叠错位较为重要,此时,也能够取代预先在基板5的对角或四个角部标示对准标记,而在对基板5进行第一次的印刷时通过印刷来进行对准标记的标示。因此,在此情况下,对于基板载置台6上所保持的基板5进行第一次的印刷之前,并不所需针对基板5进行对准。
另外,如图4中的双点划线所示,能够在控制器19中设置刮板升降控制部19d来进行基于上墨装置17中的未图标的致动器的各刮板33、34、35(参照图1、图10A至10C及图11A、11B)的升降控制,并且在控制器19中设置对准台控制部19e,来进行基于对准区37中的精密摄影机38的版3或基板5的未图标的对准标记的检测(参照图1)、以及基于根据检测到的对准标记的版载置台4的对准台4a的控制的版3的位置修正、或者基于基板载置台6的对准台6a的控制的基板5的位置修正。在此情况下,刮板控制部19d及对准台控制部19e能够与载置台行进控制部19a同步地进行控制。
另外,通过分别在版载置台4及基板载置台6上设置对准台4a、6a,在橡皮辊10存在偏心的情况下,也能够取代如前所述的对橡皮辊10的驱动马达11的旋转速度进行修正、或是对版载置台4或基板载置台6的行进速度进行修正,而是取得橡皮辊10的旋转角度与版载置台4或基板载置台6的行进位置的同步,并利用版载置台4的对准台4a或基板载置台6的对准台6a的在X方向的动作来补偿因偏心而产生的橡皮辊10的圆周方向位置与版载置台4或基板载置台6的行进位置的偏差。
根据具有以上构成的本发明的胶印印刷装置,能够将利用转印机构部9使橡皮辊10与版3接触而进行墨的转印时的接触压力保持一定。因此,即使为了进行重叠印刷而使用不同的版3时、或更换版3时,也能够令橡皮辊10与版3接触时的变形量均一,因而能够令从版3向橡皮辊10转印墨时的墨的附着情况每次都均一。
另外,能够将利用转印机构部9使橡皮辊10与作为印刷对象的基板5接触而进行墨的再转印时的压力控制为对于各基板5都均一。因此,能够使橡皮辊10与基板5接触时的接触部分的变形量每次都相同,因而,能够令从橡皮辊10将墨再转印到基板5时的墨的附着情况每次都均一。
因此,即使是印刷图案为精细的电极图案这样的以细线形成电极时,也能够事先防止在各基板5上印刷成细线的电极的粗细的变化,因而,能以均一的粗细将电极印刷至各基板5。
而且,即使在作为印刷对象的基板5的厚度尺寸存在偏差的情况下,也能够令与各基板5接触的橡皮辊10的接触部分的变形量均一。因此,能够防止从橡皮辊10将墨再转印到各基板5时的橡皮辊10的周速的偏差,能够事先使橡皮辊10的周速与基板载置台6上所保持的基板5的移动速度同步。因而,能够防止产生于各基板5的印刷精度及再现性的偏差。
同样地,即使用来进行重叠印刷的各版3的厚度尺寸上存在偏差,或是在更换版3时更换前的版3与更换后的版3的厚度尺寸存在偏差,也能够令与各版3接触的橡皮辊10的接触部分的变形量均一。因此,能够事先防止从这些版3将墨转印到橡皮辊10时的橡皮辊10的周速的偏差,能够使橡皮辊10的周速与版载置台4上所保持的版3的移动速度同步。因而,能够正确且高再现性地对基板5印刷如电极图案这样的精细的印刷图案,而且即使在对基板5进行如电极图案这样的精细的印刷图案的重叠印刷时,也能够抑制重叠错位,能够形成为有利于将重叠错位抑制为微米等级的构成。
进而,由于能够在公共的对准区37实现使版载置台4上所保持的版3相对于版载置台4的相对位置、以及使基板载置台6上所保持的基板5相对于基板载置台6的相对位置一致的对准,因此能够使沿着相同的导轨2行进的版载置台4及基板载置台6所分别保持的版3及基板5沿着导轨2以相同的角度配置、以相同的轨迹移动。因此,能够更加提高将形成于版3的印刷图案印刷到基板5时的再现性。
接着,图12及13是表示本发明的另一实施方式的图。在这些实施方式中,在与图1至11B所示的相同的构成中,控制器19除了具备如图5所示的控制框图的橡皮辊10的辊高度控制的功能、以及如图6所示的控制框图的橡皮辊10的接触压力一定控制的功能外,还具有如图12所示的控制框图那样的辊高度保持控制的功能,其用来保持基于接触压力一定控制的功能而令橡皮辊10相对于版3或基板5的接触压力一定的控制结束时的高度。
具体而言,基于控制器19的辊高度保持中,如图12所示,将在基于上述图6所示的接触压力一定控制的功能而使橡皮辊10相对于版3或基板5的接触压力一定的控制结束的时刻由转印机构部9的高度传感器14所检测到的橡皮辊10的高度、即既定接触压力高度Hc,设为辊高度保持目标值h0。然后,将辊高度保持目标值h0、及在上述接触压力一定控制结束后基于从高度传感器14输入的检测信号的橡皮辊10的高度当前值h1输入至减法器40,求出高度当前值h1相对于辊高度保持目标值h0的高度偏差△h。然后,为了使此高度偏差△h变为0而进行基于PID控制等的反馈控制理论的反馈处理41而求出驱动指令C3,将该驱动指令C3发给橡皮辊10的升降用致动器13。从而能够在进行上述接触压力一定控制而使橡皮辊10以既定的接触压力与版3或基板5暂时接触后,将橡皮辊10的高度保持一定。因而,能够令橡皮辊10以上述既定的接触压力与版3或基板5接触的时刻的接触部分的变形量保持一定,从而能够防止由于辊径的变化所导致的周速的变化。
另外,本实施方式中的控制器19中,如图12所示,为了在橡皮辊10因为制作精度等原因而存在偏心时也能够在上述接触压力一定控制结束的时刻令橡皮辊10以既定的接触压力与版3或基板5接触时的接触部分的变形量保持一定,具有以下的构成。即,基于安装于橡皮辊10的驱动马达11的编码器12的检测信号r,进行基于预先测量橡皮辊10的旋转角度与圆周位置的不均一性而求出的修正数据平台的数据平台函数处理42,由此求出对应于橡皮辊10的旋转角度的圆周位置的偏心修正值r1。另外,利用另外的减法器43,在借助偏心修正值r1预先对上述接触压力一定控制结束的时刻的辊高度保持目标值h0进行修正后,求出高度当前值h1相对于该修正后的辊高度保持目标值h0′ 的高度偏差△h。然后,进行用来使此高度偏差△h变为0的反馈处理41而求出驱动指令C3。
使用具有图12所示的辊高度保持控制功能的控制器19时的转印动作顺序如以下所述。首先,利用图5所示的控制器19的辊高度控制的功能,对橡皮辊10及版载置台4进行与图7A至7C所示同样的动作,使橡皮辊10从退避高度Ha下降到接触高度Hb,使橡皮辊10的周壁面与版载置台4上的版3接触。然后,通过图6所示的接触压力一定控制的功能,与图8A所示同样地使压力传感器15所检测到的橡皮辊10相对于版3的接触压力的压力当前值p1与预先设定的既定的接触压力的压力目标值p一致。然后,将控制器19的功能切换到图13所示的、将在进行了上述压力一定控制的时刻由高度传感器14所检测到的橡皮辊10的高度设为辊高度保持目标值h0的图12所示的辊高度控制的功能。然后,在旋转的橡皮辊10与行进的版载置台4上的版3接触而进行转印的期间,控制各橡皮辊10的各升降用致动器13(参照图12),使得由高度传感器14检测到的橡皮辊10的高度保持为辊高度保持目标值h0。由此,将橡皮辊10中与版3的接触部分所发生的变形量保持为一定量。
从橡皮辊10到版3的墨的转印完成后,能够与图9A,9B所示同样地使转印动作结束。
此外,从橡皮辊10到基板5的墨的再转印能够取代保持着版3的版载置台4而对于保持着基板5的基板载置台6进行与上述同样的转印动作来进行。
因而,根据本实施方式,与上述实施方式同样,能够使橡皮辊10与版3接触时的接触压力均一。因而,即使在为了进行重叠印刷而使用不同的版3时或是更换版3时,也能够使橡皮辊10与版3接触时的变形量保持均一。并且,由于能够使橡皮辊10与基板5接触时的接触压力均一,所以能够使橡皮辊10与各基板5接触时的接触部分的变形量每次都相同。
因此,即使是印刷图案如精细的电极图案这样地以细线形成电极时,也能够事先防止在各基板5上作为细线而被印刷的电极的粗细的变化。因而,能以均一的粗细将电极印刷至各基板5,并且能够正确且高再现性地对各基板5印刷如电极图案这样的精细的印刷图案。因而,在本实施方式中,也能够得到与上述实施方式一样的效果。
本发明并非只限定于上述实施方式。能够例如令橡皮辊10的升降用致动器13为滚珠丝杠机构,使橡皮辊10的高度传感器14为配备于上述滚珠丝杠机构的驱动马达(伺服马达)的编码器等,能够适当地变更橡皮辊10的升降用致动器13及高度传感器14的配置及形式。此外,只要能检测出借助升降用致动器13使橡皮辊10压接于版3或作为印刷对象的基板5时的压力,也能够适当地变更压力传感器15的配置及形式。
在上述各实施方式中,示出了利用设于与橡皮辊10的轴心方向的两端部对应的部位的两个升降用致动器13来对橡皮辊10的旋转轴部分施加使其与版3或基板5接触的力的情况,但对于橡皮辊10施加向下的力的部位能够变更为任意的部位,只要是橡皮辊10上未安装有橡皮布(未图示)的部分即可。能够形成为例如将圆筒形状的轴心方向的两端部分向下压的构成、或是将橡皮辊10上的橡皮布(未图示)的安装面积设为辊半周量以下的区域而对未安装橡皮布的圆筒面的任意的部分施加向下的压力的构成。另外,也能够将对橡皮辊10向下施力的部位设为三个以上从而提高作用于橡皮辊10的压力的轴心方向的分布的均一性。
也能够根据从版3到橡皮辊10的墨的转印特性、及从橡皮辊10到作为印刷对象的基板5的墨的转印特性而将橡皮辊10与版3及基板5的接触压力设为相同。
在上述各实施方式中,说明了利用转印机构部9进行转印动作时以版载置台4或基板载置台6的导轨2长度方向的另一端附近的端部(图中的右端部)为基准而决定载置台位置的情况,但是用于决定各载置台4、6的载置台位置的基准能够设定在各载置台4、6的任意的部位。
上墨装置17只要是设计成能适当地进行向版载置台4所保持的版3的上墨即可,能够使用10A至图10C及图1A、11B所示以外的任意形式的上墨装置17。
从自动地实现对准的观点来说期望设置对准区37,但如果能够利用别的机构来获得版载置台4上所保持的版3及基板载置台6上所保持的基板5的对准,则也能够省略对准区37。
以下,参照附图来说明本发明的另一实施方式。
图14至24C表示本发明的胶印印刷方法及装置的另一实施方式,具有以下的构成。另外,以下的记载中,对于具有与在上述图1至13中说明过的部件同样的构成的部件,标注与在上述图1至13中说明过的部件相同的符号而省咯其说明。
在本实施方式中,在利用转印机构部9分别进行从版载置台4上所保持的版3向橡皮辊10的转印(接收)处理、及从橡皮辊10向基板载置台6上所保持的基板5的再转印(印刷)处理时,在令各载置台4、6沿着由旋转用驱动马达11驱动转动(旋转驱动)的橡皮辊10的周壁面的下端部的移动方向而行进时的行进方向(图中以箭头a表示,以下简称为转印时载置台行进方向)的朝向上游侧而离开橡皮辊10所需距离的位置的所需高度处,朝向下方地设有距离测定传感器116。利用此距离测定传感器116能够测量直到通过其下方的版载置台4上所保持的版3、或基板载置台6上所保持的基板5的表面的距离。
进而,在本实施方式中,控制器19根据从线性尺8输入的版载置台4及基板载置台6的导轨2的长度方向(X 轴方向)上的位置的检测信号、从转印机构部9的编码器12及高度传感器14及压力传感器15输入的信号、以及从距离测定传感器116输入的信号,向版载置台4及基板载置台6的各自的驱动装置7、以及转印机构部9的橡皮辊10的驱动马达11及升降用致动器13发出指令。
另外,通过利用高度传感器14检测辊壳体24的上下方向位置,能够间接地进行保持于辊壳体24的橡皮辊10的旋转中心的以台座1的上表面为基准的高度(以下,称为辊高度)Zr的检测。由此,能够在利用各升降用致动器13的同步的动作使橡皮辊10与辊壳体24一体地沿着线性导件26上升而将橡皮辊10配置成由高度传感器14所检测到的辊高度Zr与既定的退避高度Ha一致的状态下,使保持着版3的版载置台4及保持着基板5的基板载置台6不会与橡皮辊10干涉而沿着导轨2通过橡皮辊10的下方。
当版载置台4上所保持的版3或基板载置台6上所保持的基板5配置于橡皮辊10的正下方时,能够通过各升降用致动器13的同步的动作与辊壳体24一体地使橡皮辊10下降到下述位置:由高度传感器14检测到的橡皮辊10的辊高度Zr比橡皮辊10的周壁面的下端部与版载置台4上的版3或基板载置台6上的基板5的表面相接时的辊旋转中心的高度还要低与作为目标的辊按压量(作为目标的橡皮辊10的表面部的压溃量)dm相当的尺寸量。即,如图18所示,使橡皮辊10按压于各载置台4、6上的版3或基板5而能够产生下述印压,所述印压与用来令橡皮辊10的周壁的表面部变形到目标辊按压量dm所需的压力对应。进而,此时,通过与各升降用致动器13直列设置的各压力传感器15能够测量橡皮辊10对于版载置台4上的版3或基板载置台6上的基板5的上述印压而作为各升降用致动器13与辊壳体24一体地对橡皮辊10向下方施力的力的反作用力。
距离测定传感器116朝向下方地配置在转印机构部9中从橡皮辊10的旋转中心向转印时载置台行进方向a的上游侧离开所需距离dx的部位、且为版载置台4上所保持的版3或基板载置台6上所保持的基板5的宽度方向两端部附近的部位的正上方的所需高度的两个部位。各距离测定传感器116经由所需的固定部,例如在转印机构部9的框架20的位于转印时载置台行进方向a的上游侧的两根支柱部件21、横向延伸的安装部件125而固定。由此,各距离测定传感器116的以台座1的上表面为基准的传感器高度Z0为已知的固定值。此外,利用各距离测定传感器116, 在转印时沿着载置台行进方向a行进的保持着版3的版载置台4或保持着基板5的基板载置台6进入橡皮辊10的正下方之前的阶段,能够测量出从各距离测定传感器116到位于其正下方的版载置台4或基板载置台6上所保持的版3或基板5的表面的上下方向的距离ds。
控制器19如图19所示的控制构成那样,具有载置台行进控制部19a、辊位置控制部119b、及辊旋转控制部19c。载置台行进控制部19a基于从设于台座1上的线性尺8输入的版载置台4及基板载置台6的各自的载置台位置检测信号S1而向版载置台4及基板载置台6的各自的驱动装置7发出指令,从而控制各载置台4、6的位置、移动方向(行进方向)及移动速度(行进速度)。辊位置控制部119b基于从转印机构部9中的各高度传感器14输入的橡皮辊10的辊高度Zr的检测信号、以及从各距离测定传感器116输入的从各距离测定传感器116到位于其正下方的版载置台4或基板载置台6上保持的版3或基板5的距离ds的检测信号,向橡皮辊10的各升降用致动器13发出指令,从而控制橡皮辊10的辊高度 Zr。辊旋转控制部19c基于从安装于橡皮辊10的驱动马达11的编码器12输入的橡皮辊10的旋转速度及旋转角度的检测信号,向橡皮辊10的驱动马达11发出指令,从而控制橡皮辊10的旋转速度及旋转角度。此外,能够与载置台行进控制部19a同步地控制辊位置控制部119b及辊旋转控制部19c。
在此,对于利用控制器19来进行橡皮辊10的高度控制所需的辊高度Zr相关的控制目标值的导出方法进行说明。
如果从各距离测定传感器116到位于其正下方的版载置台4或基板载置台6上所保持的版3或基板5的表面的上下方向的距离ds的检测信号从各距离测定传感器116输入到控制器19,则在控制器19中,从作为已知的固定值的以台座1的上表面为基准的各距离测定传感器116的传感器高度Z0减掉距离ds从而算出在该时刻的版3或基板5中的位于各距离测定传感器116的正下方的部分的以台座1的上表面为基准的表面高度Zs(Zs=Z0- ds)。
但是,各距离测定传感器116设置在相对于橡皮辊10的旋转中心向转印时载置台行进方向a的上游侧沿水平方向分离距离dx的位置。因此,对于基于来自各距离测定传感器116的信号而算出了以台座1的上表面为基准的表面高度Zs的版3或基板5的部分、即位于各距离测定传感器16的正下方的部分,对于其到达橡皮辊10的旋转中心的正下方位置,在各载置台4、6的向转印时载置台行进方向a的行进速度为v时,会产生dx/v的时间延迟。
因此,在控制器19中,如果以既定的测量周期而如上所述地基于从各距离测定传感器116输入的距离ds的测量信号而算出版3或基板5的在该时刻位于各距离测定传感器116的正下方的部分的以台座1的上表面为基准的表面高度Zs ,则将该值与距橡皮辊10的旋转中心的水平方向距离(x)相关连而依次存储于如图20所示的表面高度暂时存储数据平台。此时,在以上述测量周期刚测量后被新存储的版3或基板5的表面高度Zs的测量值的值,如图20的数据平台中的最下行所示,作为上述距橡皮辊10的旋转中心的水平方向距离(x)的最大值,与对应于橡皮辊10的旋转中心和各距离测定传感器116的水平方向距离dx的值(例如,在图20时为20mm)相关连而被存储。
然后,以上述既定的测量周期进行了版3或基板5的表面高度Zs的算出的部位会随着时间经过而向转印时载置台行进方向a移动。因此,在控制器19中,在每一个如后述的为了进行橡皮辊10的辊高度Zr的控制所需的控制周期中,将图20的数据平台右列的(x)的值减去(控制周期)×(各载置台4、6行进速度v)的值,从而依次更新图20的数据平台右列的(x)的值。
因此,图20的数据平台右列的距辊旋转中心的距离的值(x)为0时的数据平台左列的版3或基板5的表面高度Zs 的值表示在该时刻版3或基板5位于橡皮辊10的旋转中心的正下方的部分的表面高度Zs。
另外,在将上述控制周期设定为比上述测量周期短的时间间隔等、上述控制周期与上述测量周期不一致时,如图20所示,有时表面高度暂时存储数据平台中的数据平台右列的值不为0。此时,在控制器19中,取图7的数据平台右列的距辊旋转中心的距离(x)的值为隔着0的两行的数据平台左列的值的内分,来算出在该时刻版3或基板5的位于橡皮辊10的旋转中心的正下方的部分的表面高度Zs。
具体而言,根据例如图20的数据平台,使用距辊旋转中心的距离为-1mm且表面高度为10mm的数据、以及距辊旋转中心的距离为2mm且表面高度为11mm的数据。然后,通过两者的内分(10×2/3+1l×l/3),来算出版3或基板5的位于橡皮辊10的旋转中心的正下方的部分的表面高度Zs的值为10.3mm。
另外,在图20所示的表面高度暂时存储数据平台中,右列的距辊旋转中心的距离(x)的值为负值时除了最接近0的值之外为不所需的数据,因此顺次开放存储器即可。或者,能够使用环形缓冲而依次将不所需的数据覆写掉。
如上所述,如果求出版3或基板5的位于橡皮辊10的旋转中心的正下方的部分的表面高度Zs,则控制器19将该值加上从橡皮辊10的旋转中心到周壁面的下端部的半径r,再减去与为了得到希望的印压所需的橡皮辊10的表面部的压溃量相当的目标辊按压量dm的值,从而算出辊高度Zr的控制目标值Zr0(Zr0=Zs+r-dm)。
图21及22中表示基于控制器19的辊高度控制功能的控制框图。图21表示并未使橡皮辊10与版3或基板5接触时的高度控制的功能,图22表示在使橡皮辊10与版3接触而进行转印(接收)处理时、以及使橡皮辊10与基板5接触而进行再转印(印刷)处理时使印压均一时的高度控制的功能。另外,图21及22中,为了方便起见而省略转印机构部9的框架20及橡皮辊10的辊壳体24的记载、以及橡皮辊10的单侧的升降用致动器13的控制系统的记载。并且,附设于橡皮辊10的驱动马达11、编码器12、升降用致动器13、高度传感器14、压力传感器15的形状及配置进行了变更。
基于控制器19的未使橡皮辊10与版3或基板5接触时的辊高度控制的功能如以下所述。即,如图21所示,如果输入利用台座1上的线性尺8(参照图16、17)检测到的与版载置台4的X轴方向的位置、及基板载置台6的X轴方向的位置有关的载置台位置检测信号S1,则控制器19基于各载置台位置检测信号S1进行基于预先设定的所需数据平台函数的数据平台函数处理27,从而判断应将橡皮辊10配置到退避高度Ha或者橡皮辊10与版载置台4或基板载置台6上所保持的版3或基板5接触的接触高度Hb的哪一高度,并输出退避高度Ha或接触附近高度Hb的高度目标值h。接着,将高度目标值h、以及基于从转印机构部9的高度传感器14输入的检测信号的橡皮辊10的高度当前值h1输入至减法器28,求出高度当前值h1相对于高度目标值h的高度偏差△h,然后为了使此高度偏差△h变为0而进行基于PID控制等的反馈控制理论的反馈处理29从而求出驱动指令Cl,将该驱动指令C1向橡皮辊10的升降用致动器13发出。
这样一来,使升降用致动器13基于驱动指令Cl而动作,从而能够对应于版载置台4或基板载置台6的X轴方向的位置而如后所述那样,在令橡皮辊10与版3或基板5的接触开始时使橡皮辊10配置在接触高度Hb,在此外的其他时候使橡皮辊10配置在退避高度Ha。
另外,关于基于控制器19的使橡皮辊10相对于版3或基板5的印压均一时的高度控制的功能,则参照图22说明如下。
即,如果如前所述地利用控制器19算出辊高度Zr的控制目标值Zr0(Zr0=Zs+r-dn1),则控制器19与图21的高度目标值h同样地将该值输入至减法器28,求出基于从转印机构部9的高度传感器14输入的检测信号的橡皮辊10的高度当前值h1相对于辊高度控制目标值Zr0的高度偏差△h,然后,为了使此高度偏差△h变为0而进行基于PID控制等的反馈控制理论的反馈处理29而求出驱动指令C1,将该驱动指令C1向橡皮辊10的升降用致动器13发送。
通过这样地使升降用致动器13基于驱动指令C1而动作,能够在将版载置台4或基板载置台6上所保持的版3或基板5配置到橡皮辊10的正下方时,使橡皮辊10配置为其辊高度Zr与控制目标值Zr0一致,由此,使橡皮辊10以目标辊按压量dm向配置于其正下方的版3或基板5按压,从而产生期望的印压。
其中,要使墨从版3向橡皮辊10转印(接收)时,需要令上墨到版3的墨吸附于橡皮辊10的表面,另一方面,在令墨从橡皮辊10再转印到作为印刷对象的基板5时,需要令吸附于橡皮辊10的表面的墨从橡皮辊10的表面离开然后吸附于基板5的表面。因此,从版3到橡皮辊10的墨的转印特性与从橡皮辊10到基板5的墨的转印特性未必会相同。而且,为了提高胶印印刷整体的转印性能,使橡皮辊10与版3接触时期望的接触压力以及使橡皮辊10与基板5接触时期望的接触压力也未必相同。
因此,在控制器19中,根据橡皮辊10与之接触的对象是版3或基板5的哪一个而各自地分别设定与期望的某一接触压力对应的目标辊按压量dm。由此,就能够使输入至减法器28的辊高度的控制目标值Zr0本身变化,从而得到对应于版3或基板5的目标辊按压量dm。
另外,在由于加工精度而在橡皮辊10的旋转中心存在偏心时,由于此偏心的缘故,橡皮辊10旋转时从其旋转中心到周壁面的下端部的辊半径r的尺寸会变动。因此,在控制器19中,根据安装于橡皮辊10的旋转用驱动马达11的编码器12的检测信号p而进行基于预先测量橡皮辊10的旋转角度及圆周位置的不均一性而求出的上述修正数据平台的数据平台函数处理30,从而求出与橡皮辊10的旋转角度对应的圆周位置的偏心修正值r1。另外,在另外的减法器31中,在依据偏心修正值r1预先对使橡皮辊10以目标辊按压量dm按压至配置于其正下方的版3或基板5而产生期望的印压的时刻的辊高度的控制目标值Zr0进行修正后,求出高度当前值h1相对于该修正后的辊高度的控制目标值Zr0′的高度偏差△h,然后,进行用来使此高度偏差△h变为0的反馈处理29而求出驱动指令C1。
此外,如上所述地进行辊高度Zr的控制,使橡皮辊10以目标辊按压量dm对配置于其正下方的版3或基板5进行按压而产生期望的印压,此时,基于由设于版3或基板5的宽度方向两端部附近的对应的两个部位的各距离测定传感器116检测到的检测信号,以与上述一样的顺序,分别地进行与橡皮辊10的轴心方向两端部大致对应地设置的两个升降用制动器13的控制,从而能够实现橡皮辊10相对于版3或基板5的印压的沿着辊轴方向的压力分布的均等化。
另外,本发明的胶印印刷装置由于进行胶印印刷的需要而如图14所示,在台座1上的与导轨2的长度方向一端部对应的部位具有版载置台待机区16,其设计为能够供版载置台4移动到导轨2的长度方向一端部并在该处待机,以及能够进行版载置台4上所保持的版3的更换。并且,在版载置台待机区16与转印机构部9之间的部位,具有用来对版载置台4上所保持的版3进行上墨的上墨装置17。此外,在台座1上的与导轨2的长度方向另一端部对应的部位,具有基板设置区18,其用来在使基板载置台6移动到导轨2的长度方向另一端部并在该处待机的状态下相对于基板载置台6进行新的基板5的安装、以及印刷后的基板5的取出。
进而,在图14所示的胶印印刷装置中,版载置台4及基板载置台6在上部分别具备能够进行在导轨2的长度方向(X轴方向)及与导轨2的长度方向正交的方向(Y轴方向)的水平移动、以及相对于导轨2的长度方向的偏转角度 (θ)的旋转的对准台4a及6a。而且,能够将版3及作为印刷对象的基板5分别安装于各对准台4a及6a的上面部。
此外,在台座1上的转印机构部9与基板设置区18之间,设有对准区37。并且,能够在对准区37中利用精密摄影机等的公共的对准传感器38,对于版载置台4的对准台4a上所保持的版3、及基板载置台6的对准台6a上所保持的基板5而分别进行初始对准。
如图19中的双点划线所示,能够在控制器19中设置用来控制上墨装置32的上墨动作的上墨装置控制部119d。并且,能够在控制器19中设置对准台控制部19e,其用于对实现进行基于对准区34中的各载置台4、6的对准台4a、6a的版3或基板5的初始对准的动作进行控制。此时,能够使上墨装置控制部119d及对准台控制部19e与载置台行进控制部19a同步地进行控制。
在使用配备有具备如以上所述的橡皮辊10的高度控制功能的控制器19的本发明的胶印印刷装置来进行胶印印刷时,在转印机构部9中从版3到橡皮辊10的墨的转印(接收)处理的转印动作的顺序以图23A至24C所示的顺序进行。
另外,在上述的图中,令转印时的橡皮辊10的旋转方向为顺时针方向,令版载置台4的转印用行进方向为从导轨2的长度方向另一端侧向一端侧的朝向(向左)。
在进行从版3到橡皮辊10的转印动作时,预先利用图8所示的橡皮辊10的高度控制的功能,如图23A所示那样使橡皮辊10配置到退避高度Ha。另外,此时,令橡皮辊10的旋转停止。另外,在利用上墨装置17(参照图1)预先将墨施加到版载置台4上所保持的版3上的状态下,使版载置台4配置并停留在转印开始位置,所述转印开始位置预先设定在比橡皮辊10的旋转中心的正下方还要靠转印时载置台行进方向a的上游侧。另外,在图中,以版载置台4的导轨2长度方向的另一端附近的端部(图中的右端部)为基准来决定载置台位置。
接着,如图23B所示,在使橡皮辊10配置在退避高度Ha的状态下,通过驱动马达11的运转使橡皮辊10旋转。并且,通过驱动装置7(参照图16、17)的运转使停止在转印开始位置X0的版载置台4向转印时载置台行进方向a行进。此时,令基于如后所述地使橡皮辊10以预先设定的目标辊按压量dm按压版3并接触而导致橡皮辊10的与版3的接触部分发生变形时的变形状态下的辊径的周速与版载置台4的行进速度同步,而且,对于基于橡皮辊10与版3的接触部分的变形状态下的辊径的圆周位置,以令橡皮辊10与版3的接触位置为既定位置的方式进行相位同步控制。
接着,在向转印时载置台行进方向a行进的版载置台4上的版3到达各距离测定传感器116的正下方的时刻,开始基于距离测定传感器116的既定的测量周期下的版3的表面的高度的测量。
然后,如图23C所示,在版载置台4上的版3向橡皮辊10的正下方进入既定量的时刻,控制器19利用图21所示的橡皮辊10的高度控制功能而向各升降用致动器13发出高度控制用的驱动指令Cl,使橡皮辊10下降到事先设定的接触高度Hb,使橡皮辊10的外周面的下端部与版载置台4上所保持的版3接触。另外,在借助上墨装置32对版载置台4上所保持的版3进行上墨而在版3的导轨2的长度方向一端附近的端边部形成墨团时,设定橡皮辊10相对于版3的接触位置使得橡皮辊10不与此墨团接触。
如上所述地使橡皮辊10的周壁面与版载置台4上的版3接触后,控制器19将其功能切换到图22所示的橡皮辊10的高度控制的功能。
由此,如图24A所示,令橡皮辊10以目标辊按压量dm按压版3。
然后,基于通过距离测定传感器116而预先测量的版3的表面高度Zs的变化,保持橡皮辊10以目标辊按压量dm与版3接触的状态。
进而,此时,即使为橡皮辊10存在偏心的情况,也一边修正该偏心一边保持橡皮辊10以目标辊按压量dm与版3接触的状态。
因此,在橡皮辊10与版3接触的期间保持该目标按压量。其结果,橡皮辊10相对于版3的印压保持均一。
从版3到橡皮辊10的转印完成后,如图24B所示,在版载置台4到达设定于完全通过橡皮辊10的正下方之前的所要的滚筒分离位置的时刻,控制器19再将其功能切换到图21所示的橡皮辊10的高度控制的功能,从而在橡皮辊10的旋转及版载置台4的行进仍继续的状态下,发出高度控制用的驱动指令Cl给各升降用致动器13,使橡皮辊10上升至退避高度Ha。
另外,如上所述地令橡皮辊10上升而使其与版3分离后,能够解除橡皮辊10的旋转速度与版载置台4的行进速度的同步控制。
然后,如图24C所示,当版载置台4行进到转印完成位置时,控制器19使上升至退避高度Ha的橡皮辊10的旋转停止,回复到与图23A所示者一样的初始状态。
如上述那样利用转印机构部9使从版3到橡皮辊10的墨的转印(接收)处理进行完后,在进行从橡皮辊10到作为印刷对象的基板5的墨的再转印(印刷)处理时,取代保持着版3的版载置台4而使用保持着作为印刷对象的基板5的基板载置台6,利用控制器19以与图23A至24C所示相同的顺序进行转印动作,从而能够进行从橡皮辊10到基板5的墨的再转印(印刷)。
如此,根据本发明的胶印印刷方法及装置,能够使橡皮辊10一直以与预先设定的目标辊按压量d对应的按压量对版载置台4上所保持的版3或基板载置台6上所保持的基板5进行按压。因此,即使版3及基板5的厚度尺寸不相同,或是基板5的厚度每一批次互不相同,或是即使同一批次基板5的厚度尺寸也未分均一时,甚至是由于加工精度的缘故而导致橡皮辊10存在偏心的情况下,也能够在使橡皮辊10与版3接触而进行转印(接收)处理的期间、以及使橡皮辊10与基板5接触而进行再转印(印刷)处理的期间,使印压保持均一。
因而,能够提高从版3经由橡皮辊10而印刷到作为印刷对象的基板5的印刷图案的印刷精度,因而,能够高精度地进行如电极图案这样的精细的印刷。
而且,在使版载置台4上的版3或基板载置台6上的基板5配置于比橡皮辊10的旋转中心更靠转印时载置台行进方向a的上游侧的时刻,根据由各距离测定传感器116所测量的版3或基板5的表面高度 Zs的测量信号,进行为了使橡皮辊10相对于版3或基板5的印压保持均一而以令按压量成为目标辊按压量dm的方式进行的橡皮辊10的高度的控制。因此,能够防止响应时间的延迟,在均等地控制印压同时以高速进行印刷时很有利。
另外,本发明并非只限定于上述实施方式。例如,距离测定传感器116的设置部位(距橡皮辊10的旋转中心的水平方向距离dx),只要是从橡皮辊10的旋转中心向转印时载置台行进方向a上游侧错开的位置即可,能够根据版载置台4或基板载置台6的行进速度、橡皮辊10的升降用致动器13的反应速度等而适当地变更。
在图14至24C所示的实施方式中,示出了经由安装部件125将距离测定传感器116固定于转印机构部9的框架20中的位于转印时载置台行进方向a的上游侧的两根支柱部件21的构成,但也能够将距离测定传感器116固定于辊壳体22中的转印时载置台行进方向a的上游侧端部。
采用所述构成时,距离测定传感器116的高度会随着橡皮辊10的升降而变化。但是,如图23B所示,辊中心高度Zr与传感器高度的差dz为一定(固定值)。
因此,在利用控制器19算出版3或基板5的位于距离测定传感器16的正下方的部分的以台座1的上表面为基准的表面高度Zs时,如果从距离测定传感器116输入从距离测定传感器116到位于其正下方的版载置台4或基板载置台6上所保持的版3或基板5的表面的上下方向的距离ds的测量信号,则将距离测量时的辊中心高度Zr减去成为上述固定值的辊中心高度Zr与传感器高度的差dz,再减去距离ds,从而算出在该时刻的版3或基板5的位于各距离测定传感器116的正下方的部分的以台座1的上表面为基准的表面高度Zs (Zs=Zr-dz-ds)。
此外,也可以依据版3或基板5的宽度尺寸而适当地变更各距离测定传感器116的宽度方向的配置间隔。
另外,也能够将设于版3或基板5的宽度方向的距离测定传感器116设为一个。在此情况下,能够控制橡皮辊10的高度,使得随着版3或基板5的沿着转印时载置台行进方向a的方向上的表面高度的变化而变化而获得目标辊按压量dm。
此外,也可以在版3或基板5的宽度方向并排设置三个以上的距离测定传感器116。在此情况下,能够取由各距离测定传感器116所测量的版3或基板5的表面高度Zs的平均值,或是求出左右方向的表面高度的倾向,再根据其控制橡皮辊10的高度以使印压尽可能地均等。
本发明的胶印印刷装置也适用于对基板以外的印刷对象进行印刷。此外,当然也能够在未脱离本发明的要旨的范围内进行各种变更。
如以上的说明那样,根据本发明,能够提供可高精度地进行如电极图案这样的精细的印刷而且即使是进行重叠印刷也能够将重叠错位抑制为微米等级的胶印印刷方法及装置。
附图标记说明
1 台座、2 导轨、3 版、4 版载置台(移动载置台)、5 基板(印刷对象)、6 基板载置台(印刷对象载置台、移动载置台)、10 橡皮辊、13 升降用致动器、14 高度传感器、15 压力传感器、19 控制器、116 距离测定传感器。

Claims (7)

1.一种胶印印刷方法,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方与版载置台上所保持的版接触,所述版载置台在设置于台座上的导轨上行进,接着,使上述橡皮辊从上方与在上述导轨上行进的印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,控制基于上述升降用致动器的橡皮辊的升降,使得上述橡皮辊与上述版载置台上所保持的版接触期间的接触压力、及上述橡皮辊与上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触期间的接触压力分别以既定的值保持一定。
2.一种胶印印刷方法,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方与版载置台上所保持的版接触,所述版载置台在设置于台座上的导轨上行进,接着,使上述橡皮辊从上方与在上述导轨上行进的印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,控制基于上述升降用致动器的橡皮辊的升降,使得上述橡皮辊与上述版载置台上所保持的版接触开始时的接触压力为既定值,然后控制基于上述升降用致动器的橡皮辊的升降,使得在上述橡皮辊与上述版载置台上所保持的版接触的期间将该橡皮辊的高度保持为一定,并且上述橡皮辊与上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触开始时的接触压力为既定值,然后在橡皮辊与上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触的期间,将该橡皮辊的高度保持为一定。
3.一种胶印印刷装置,具有在设置于台座上的导轨上行进的版载置台及印刷对象载置台,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方依次与上述版载置台上所保持的版、及上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,具有用来检测借助上述升降用致动器而升降的橡皮辊相对于上述版及印刷对象的接触压力的压力传感器,并且具有控制器,该控制器具有以下功能:对上述升降用致动器发出指令,使得在上述橡皮辊与上述版之间进行转印的期间、以及在上述橡皮辊与上述印刷对象之间进行再转印的期间,分别从上述压力传感器输入的上述接触压力以既定值保持一定。
4.一种胶印印刷装置,具有在设置于台座上的导轨上行进的版载置台及印刷对象载置台,令借助升降用致动器而升降的橡皮辊从上方依次与上述版载置台上所保持的版、及上述印刷对象载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,具有用来检测借助上述升降用致动器而升降的橡皮辊的高度的高度传感器、及用来检测上述橡皮辊相对于上述版及印刷对象的接触压力的压力传感器,并且具有控制器,该控制器具有以下功能:对上述升降用致动器发出指令,使得在上述橡皮辊与上述版之间开始转印时从上述压力传感器输入的接触压力为既定值,且在上述橡皮辊与上述版之间进行转印的期间,基于来自上述高度传感器的输入而对上述升降用致动器发出指令,以便保持从上述压力传感器输入的接触压力变为既定值时的上述橡皮辊的高度的功能;以及对上述升降用致动器发出指令,使得在上述橡皮辊与上述印刷对象之间开始再转印时从上述压力传感器输入的接触压力成为既定值,且在上述橡皮辊与上述印刷对象之间进行再转印的期间,基于来自上述高度传感器的输入而对上述升降用致动器发出指令,以便保持从上述压力传感器输入的接触压力为既定值时的上述橡皮辊的高度的功能。
5.根据权利要求4所述的胶印印刷装置,其特征在于,
上述控制器具有以下功能:在橡皮辊与版之间进行转印的期间、以及在橡皮辊与印刷对象之间进行转印的期间,基于来自上述高度传感器的输入而对上述升降用致动器发出指令,以便保持从压力传感器输入的接触压力分别变为既定值时的上述橡皮辊的高度,此时,在橡皮辊产生偏心时,基于橡皮辊的偏心量而对应保持上述橡皮辊的高度进行修正。
6.一种胶印印刷方法,在借助旋转用驱动马达使借助升降用致动器而升降的橡皮辊旋转的状态下,使上述橡皮辊从上方与在台座上的导轨上行进的移动载置台上所保持的版接触,接着使上述橡皮辊从上方与在上述导轨上行进的移动载置台上所保持的印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,在上述版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象进入橡皮辊的正下方之前,沿着转印时载置台行进方向预先测量上述版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的表面的以台座上表面为基准的高度,接着,在使上述橡皮辊与上述版或印刷对象接触时,将上述橡皮辊的旋转中心的在上述台座上的高度控制为下述高度:从预先测量的上述版或印刷对象的表面的高度与橡皮辊的半径的和减去既定的目标辊按压量而算出的高度。
7.一种胶印印刷装置,在借助旋转用驱动马达使借助升降用致动器而升降的橡皮辊旋转的状态下,使上述橡皮辊从上方依次与在台座上的导轨上行进的个别的或公共的移动载置台上所保持的版及印刷对象接触,从而进行从上述版向橡皮辊的转印、以及从橡皮辊向印刷对象的再转印,其中,在比上述橡皮辊还靠转印时载置台行进方向的上游侧处,设有用来测量与版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的表面之间的距离的距离测定传感器,并且具有控制器,该控制器具有以下功能:基于从上述距离测定传感器输入的信号,将版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的位于上述距离测定传感器的正下方的部分的以台座上表面为基准的表面高度算出并暂时存储起来的功能;以及对上述升降用致动器发出指令,使得在上述部分被配置到上述橡皮辊的旋转中心的正下方而与橡皮辊接触的时刻,使上述橡皮辊的旋转中心的上述台座上的高度与下述高度一致的功能,所述高度是从上述版载置台上的版或印刷对象载置台上的印刷对象的表面中的上述部分的预先测量的某表面的高度与橡皮辊的半径的和减去既定的目标辊按压量而算出的高度。
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