CN103568522A

CN103568522A - 印刷装置

Info

Publication number: CN103568522A
Application number: CN201310288992.8A
Authority: CN
Inventors: 中西正治; 小林宪二; 若王子由明
Original assignee: Omura Technology Co Ltd
Current assignee: Omura Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: TW201412560A; JP2014019059A; CN103568522B; KR20140011263A; KR101928108B1; TWI604958B; JP6189022B2

Abstract

本发明提供一种即使在印刷版、印版滚筒未被适当安装的情况下通过在印刷时自动地进行与其转印的偏移、弯折相应的校正也能够再现工序损失少且按照设计的高精度的转印的印刷装置。在沿固定方向滑动移动的基座(移动底座1)与用于载置被印刷物(工件W)的印刷台(2)之间配设台位置微调单元(x-y轴驱动部件(3)、z轴驱动部件(4)、θ轴旋转用马达(5))，该台位置微调单元将该印刷台(2)以沿着相互正交的三轴(xyz)方向移动自如的方式支承且将台(2)以围绕铅垂方向的旋转轴(θ)旋转自如的方式支承，该印刷装置根据被预先输入的校正用数据进行控制，使得这些台位置微调单元与印版滚筒(D)的旋转和印刷台(2)的移动同步地进行动作，将保持在印刷版(P)上的墨适当地转印到被印刷物上。

Description

印刷装置

技术领域

本发明涉及一种能够将印刷版上的墨高精度地转印到基板等被印刷物上的印刷装置。

背景技术

随着近年来的平板显示器、太阳能电池板等的大型化(大面积化)，尝试着想要通过印刷(转印)法来形成以往通过蚀刻、光刻所形成的基板上的导电层、绝缘层的图案。其中，柔性印刷法、凹版胶印印刷法等使用柔软的树脂制的印刷版的印刷法不破坏玻璃基板的表面、布线等而能够以良好的再现性来高速地印刷均匀的薄膜(层)，因此在液晶(LCD)、有机EL、有机TFT等电子(显示)设备的制造工序中，在使用了各种墨的电极层、密封剂层、掩蔽剂层等的图案形成中开始利用上述印刷法(例如参照专利文献1、2等)。

图5、图6是利用印刷版来在上述玻璃基板等上转印(图案形成)导电层等时使用的以往的印刷装置的结构例。

如图5所示，该印刷装置以如下部分等为主体来构成：印刷版(柔软印刷版)P；用于将该印刷版P缠绕安装在外周的印版滚筒D；用于使上述印刷版P保持规定量的墨的网纹辊(anilox roll)A和刮墨刀(doctor blade)B；提供墨的墨罐T；以及印刷台2，其将固定于其上表面的被印刷物(基板=工件W)与上述印版滚筒D的旋转同步地进行输送。

上述印版滚筒D如图6那样通过其中心轴(旋转轴=轴S)与印版滚筒驱动用的马达M1连结，根据控制部(控制器，未图示)等的指令，上述印版滚筒D与上述印刷台2的动作(图中x轴方向的滑动移动)同步地旋转。另外，上述印刷台2配设在被滑动自如地安装在沿着上述x轴方向的导轨(直动轴承)G、G上的移动底座(基座)1上，通过设置在这些导轨G、G之间的线性马达M2，使上述印刷台2与上述印版滚筒D(印刷版P)的旋转同步地移动。

根据上述对比文件1、2，在印刷装置(印刷机)中设置精确地控制印刷版与被印刷物(基板)之间的距离(作为印刷间隔的间隙)的单元，将印刷版通过适当的接触压力(所谓的“紧密接触(kiss touch)”)按压到基板上来转印墨，由此能够进行高精度的印刷。

专利文献1：日本特开2007-245417号公报

专利文献2：日本特开2009-241469号公报

发明内容

发明要解决的问题

可是，利用如上所述的印刷装置的转印(图案形成)与被印刷物为长条状的连续印刷机不同，是通过一个动作(过程)来逐一完成各个基板的印刷(转印)的单片式(批量式)印刷。因此，在上述印刷装置中，根据制造种类的转换、印刷版的消耗等而需要比较频繁地更换印刷版、印版滚筒。

然而，更换上述印刷版、印版滚筒的频度越高，产生如下问题的概率越高。例如表示上述印刷装置中的图案的转印状态的图7(俯视图)所示那样，印刷版P通过被施加张力(tension)而卷绕固定在印版滚筒D的外周，因此在安装印刷版时印刷版P被歪斜、弯折地安装在印版滚筒D上的情况下，即使印刷前的基板W被正确地定位在印刷台2上，印刷版P上的图案也被转印成歪斜的样子(参照印刷后的基板W′上的斜线部分)。此外，在图7中，线L3-L3′是转印加工过程中的上述印刷台2的中心点的移动轨迹。

另外，如图8所示，在安装印版滚筒时，倘若与印版滚筒D成一体的轴S以相对于马达M1等旋转驱动单元的中心轴倾斜的状态被安装，印刷版P上的图案也同样地被转印成相对于基板W弯折的样子(参照印刷后的基板W′上的斜线部分)。图8中的线L4-L4′是转印加工过程中的上述印刷台2的中心点的移动轨迹。

在由于上述任一个问题而转印图案产生了异常的情况下，为了校正印刷后的图案的加工质量，而进行使用实际的被印刷物的试打印(test print)，将观察其结果来手动地对上述印刷版的位置、印版滚筒的倾斜进行微调的反馈作业反复进行几次直到上述转印图案合适为止。这样，在上述以往的印刷装置中，由于制造开始前的工时、材料的损耗大，因此期望对其进行改进。

本发明是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于提供如下一种印刷装置：即使在印刷版、印版滚筒未被适当地安装的情况下，通过在印刷时自动地进行与其转印的偏移、弯折相应的校正，也能够再现工序损失少且按照设计的高精度的转印。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的印刷装置采用以下结构，即，具备：用于安装印刷版的圆筒状的印版滚筒；印版滚筒驱动单元，其使该印版滚筒以规定的周向速度旋转；基座，其沿与上述印版滚筒的旋转轴正交的方向滑动移动；被配设在上述基座上的、用于载置被印刷物的印刷台；基座驱动单元，其使上述基座沿水平方向移动来使上述印刷台移动；以及控制单元，其对印版滚筒的旋转和基座的移动进行控制，其中，该印刷装置根据来自上述控制单元的信号使上述基座与印版滚筒的旋转动作同步地移动，使被安装在该印版滚筒的外周的印刷版接触被载置在上述印刷台的上表面的被印刷物，来将该印刷版的表面所保持的墨转印到上述被印刷物的表面，在该印刷装置中，在上述基座与印刷台之间配设台位置微调单元，该台位置微调单元将该印刷台以沿相互正交的三轴方向移动自如的方式支承且将该印刷台以围绕铅垂方向的旋转轴旋转自如的方式支承，上述控制单元根据预先被输入到该控制单元的校正用数据，使上述台位置微调单元与上述印版滚筒的旋转和基座的移动同步地进行动作，从而将上述墨适当地转印到被印刷物上。

即，本发明人为了解决上述问题而反复研究，构想出，在通过一个动作来逐一完成各个基板的转印的单片式的印刷装置中，将与印版滚筒的旋转同步的用于载置被印刷物的印刷台配设在台位置微调单元上来使印刷台移动，该台位置微调单元能够与印刷版的歪斜、弯折、印版滚筒的旋转轴偏移相对应地对其进行校正。而且，发现利用通过预先进行的试打印等获得的上述弯折、偏移等的(最初的)数据，由上述台位置微调单元在转印时按时(实时)地自动修正印刷版的弯折、偏移等，由此不重复进行试打印，就能够将上述印刷版上的印刷图案快速、准确地再现在被印刷物上，从而实现了本发明。

发明的效果

如以上那样，本发明的印刷装置在沿水平方向滑动移动的基座与用于将被印刷物载置并固定在其上表面的印刷台之间配设有将该印刷台以沿相互正交的三轴(xyz轴)方向移动自如且围绕铅垂方向的旋转轴(θ轴)旋转自如的方式支承的台位置微调单元，该台位置微调单元与上述印刷台和基座形成为一体，与印版滚筒的旋转动作同步地进行滑动移动。而且，该台位置微调单元在上述滑动移动过程中，根据预先输入(存储)到印刷装置的控制单元的校正用数据，与上述印版滚筒的旋转位置(即，印刷版与被印刷物的接触位置)相对应地变更上述三轴方向的台位置与台的旋转角，并自动地校正印刷位置(印刷版与被印刷物的抵接位置)。由此，本发明的印刷装置即使在印刷版、印版滚筒未被适当安装的情况下，在印刷时图案的弯折、偏移等也随着转印的进行而实时地被适当地校正，从而能够再现按照所期望的目标的高精度的转印。

附图说明

图1是本发明的实施方式的印刷装置的概要结构图。

图2是上述印刷装置的控制框图。

图3是说明上述印刷装置中的印刷台的运动和转印结果的图。

图4是说明上述印刷装置中的印刷台的运动和转印结果的图。

图5是说明印刷装置的基本结构的图。

图6是以往的印刷装置的概要结构图。

图7是说明以往的印刷装置中的印刷台的运动和转印结果的图。

图8是说明以往的印刷装置中的印刷台的运动和转印结果的图。

附图标记说明

1：移动底座；2：印刷台；3：x-y轴驱动部件；4：z轴驱动部件；5：θ轴旋转用马达；D：印版滚筒；P：印刷版；W：工件。

具体实施方式

接着，根据附图详细说明本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于该实施方式。

本实施方式的印刷装置是通过一个动作来对一个工件W(被印刷物)完成一次转印的单片式的印刷装置，其主要部分与现有例同样地包括：用于安装印刷版P的印版滚筒D；用于使上述印刷版P保持规定量的墨的网纹辊A和刮墨刀B；提供墨的墨罐T；印刷台2，其将固定于其上表面的工件W进行输送；以及对它们进行管理的控制单元(未图示)等(参照图5)。

另外，本实施方式的印刷装置如图1所示那样形成为上述印版滚筒D通过轴S与印版滚筒驱动用的马达M1连结，被驱动为沿周向旋转。另外，上述印刷台2被配设在滑动自如的移动底座1(基座)上，该移动底座1与印刷台2形成为一体，通过线性马达M2的驱动使它们沿x轴方向移动。上述印刷台2的移动和上述印版滚筒D的旋转如图2所示那样根据来自上述控制单元的指令(信号)而取得同步。

而且，上述印刷装置在上述移动底座1与印刷台2之间配设有台位置微调单元[x-y轴驱动部件3、z轴驱动部件4以及θ轴旋转用马达5]，该台位置微调单元将该印刷台2以沿相互正交的三轴(xyz轴)方向移动自如的方式支承且将印刷台2以围绕铅垂方向的旋转轴(θ轴)旋转自如的方式支承，根据预先输入到上述控制单元的校正用数据，该台位置微调单元(3、4、5)与上述印版滚筒D的旋转和印刷台2的移动同步地进行动作，由此将保持在上述印刷版P上的墨适当地转印到工件W上。这就是本发明的印刷装置的特征。

针对上述印刷装置的结构详细地进行说明，上述印版滚筒D是正圆筒状，用于支承该印版滚筒D的轴S沿筒长方向贯通于该印版滚筒D的中心(旋转中心)。在该印版滚筒D的外周，夹子部(省略图示)在印版滚筒的周向上相分离地设置有两处，该夹子部用于固定被卷绕在外周面的上述印刷版P的两端部(旋转方向端部)，上述印刷版P在这两侧的夹子部之间在周向上施加张力而少许拉伸的状态固定在规定的位置上。

支承上述印版滚筒D的轴S是实心的长圆筒状，其一端与驱动上述印版滚筒D使其旋转的马达M1相连接。该马达M1使用能够低速地恒速旋转的步进马达等，构成为容易使后述的印刷台2的移动(直线速度)与上述印版滚筒D的旋转速度(周向速度)相一致(同步)。

接着，用于使上述工件W和印刷台2移动的移动底座1形成为横跨在由沿着x轴方向的两条导轨G、G以及分别载置在这两条导轨G、G上的鞍形构件构成的直动轴承(滑动轴承)上，将配设在该移动底座1上的印刷台2以及后述的台位置微调单元(3、4、5)以沿上述x轴方向滑动自如的方式支承。

配设在上述两条导轨G、G之间的线性马达M2与导轨G同样地包括沿着x轴方向的棒状的定子(磁铁侧)和配置在上述移动底座1的背面(图中看不到的)侧的转子(线圈侧)，能够进行沿着上述x轴方向的精密的定位和所设定的恒速下的滑动移动。

配设在上述移动底座1上的印刷台2具备用于载置工件W(基板等)的上表面，通过后述的台位置微调单元(3、4、5)，能够进行xyz的三轴方向和围绕上述上表面的中心轴(θ轴)的旋转。此外，在印刷台2的上表面设置有用于将载置在该上表面上的工件W在每次进行印刷(转印)时都设置在相同的位置的引导件等(省略图示)。

上述印刷台2与移动底座1之间的台位置微调单元如之前所记述的那样包括x-y轴驱动部件3、z轴驱动部件4(台升降用马达)以及θ轴旋转用马达5。该x-y轴驱动部件3由配设在上述移动底座1上的两组小型的线性马达构成，这些各线性马达被配置成在x轴方向和y轴方向上彼此正交，由此能够进行上述移动底座1上的印刷台2的精细的位置调整。此外，印刷台2的调整方向用图中的箭头X、Y表示。另外，简化描绘了线性马达的形状。

另外，上述z轴驱动部件4通过未图示的联杆(link)机构使印刷台2沿z轴方向(大致铅垂方向)升降，与上述印版滚筒驱动用马达M1同样地通过使用步进马达等，能够进行准确的高度调整(调整方向用图中的箭头Z表示)。而且，上述θ轴旋转用马达5也采用同样的步进马达等，能够使上述印刷台2围绕该θ轴进行正确的旋转(围绕θ轴的相位角控制)(调整方向用图中的箭头θ表示)。

接着，说明上述印刷装置的运转(同步)控制。

图2是说明上述印刷装置的运转方法的框图。此外，图中的用双点划线包围的部分(下侧的三层)是为了控制本发明的台位置微调单元而追加的模块。另外，对于图中的控制装置，设为通过试打印等得到的因“印刷版P的弯折”(参照图7)、“印版滚筒D的旋转轴的偏移”(参照图8)等引起的转印位置偏移、弯折的详细数据被预先存储(输入)在该控制装置所具备的存储器等存储单元(省略图示)中进行说明。

如该图那样，上述印刷装置的控制单元(控制装置)接收到“运转命令”时，首先开始进行印刷台2的移动和印版滚筒D的旋转的驱动。此时，也如之前记述的那样，上述印刷台2的移动速度(位置)和印版滚筒D的旋转速度(角度)被控制为同步以使上述印刷版P抵接至印刷台2上的工件W的已决定的位置(同步运转控制部)。此外，印刷台2的移动也如之前所记述的那样通过驱动移动底座1而进行。另外，由上述z轴驱动部件4(台升降用马达)预先适当地控制该印刷台2的高度以使该印刷版P对工件W的抵接接近理想的“紧密接触”。

当上述印刷版P对工件W的抵接的定时临近时，根据利用通过预先进行的试打印等获得的“转印图案的偏移、弯折”等数据运算出的校正值、即从图中的“印刷台升降(z轴)驱动运算部”、“印刷台x-y轴驱动运算部”、“印刷台旋转(θ轴)驱动运算部”输出的“校正值”，从“同步运转控制部”向各马达驱动器发出指令(信号)，开始x-y轴驱动部件3、θ轴旋转用马达5以及台升降用的z轴驱动部件4的驱动和控制。

例如在图7(现有例)那样存在因印刷版P相对于印版滚筒D被歪斜或弯折地安装而引起的转印图案的偏移、弯折等的情况下，在上述印刷装置中，如图3那样在印刷版P与工件W抵接的期间，通过上述校正指令使x-y轴驱动部件3进行动作，使上述印刷台2与X方向的滑动移动同步地沿与该X方向的滑动移动正交的方向(图1中的Y方向)移动，来对上述印刷版P接触工件W的接触位置进行微调。由此，消除上述转印图案的偏移、弯折等，能够如图3那样将保持在印刷版P的表面上的墨正确地转印到按照所期望的设计的图案上(参照印刷台2的中心点的移动轨迹L1-L1′)。

另外，在如图8(现有例)那样存在因印版滚筒D以相对于旋转轴倾斜的状态被安装而引起的转印图案的偏移、弯折等的情况下，在上述印刷装置中，如图4那样在印刷版P与工件W抵接的期间，根据校正信号使x-y轴驱动部件3和θ轴旋转用马达5进行动作，使上述印刷台2与X方向的滑动移动同步地沿与该X方向的滑动移动正交的方向(图1中的Y方向)移动的同时使台围绕θ轴旋转，来对上述印版滚筒D上的印刷版P接触工件W的接触位置进行微调。由此，消除上述转印图案的偏移、弯折等，能够如图4那样将保持在印刷版P的表面上的墨正确地转印到按照所期望的设计的图案上(参照印刷台2的中心点的移动轨迹L2-L2′)。

此外，如图2所示那样在驱动上述x-y轴驱动部件3、z轴驱动部件4、θ轴旋转用马达5的各马达中分别安装有编码器，将上述各马达的动作状况(即，印刷台2的位置、角度、速度等)反馈给各马达的驱动器。由此，上述各台位置微调单元(3、4、5)能够按照从各驱动运算部发送的“校正值”进行正确的动作。

另外，在上述例子中示出了根据校正信号使x-y轴驱动部件3(Y方向)和θ轴旋转用马达5进行动作的例子，但是只要根据通过试打印等得到的转印位置的偏移、弯折的方向、程度等将各台位置微调单元(x-y轴驱动部件3、z轴驱动部件4、θ轴旋转用马达5)的动作进行组合，就能够应对任何转印位置的偏移、弯折。

另外，在上述实施方式中，作为印刷台2的xy轴方向的驱动单元例示了两组线性马达，作为z轴方向的驱动单元(台升降单元)例示了联杆机构与步进马达的组合，作为围绕θ轴的驱动单元例示了步进马达，但是也能够使用其它的驱动单元。例如作为上述x-y轴方向和z轴的驱动单元，能够使用线性马达、步进马达等能够进行数字控制的马达、致动器等。作为上述围绕θ轴的驱动单元，也可以将马达或致动器等与角度(相位角)传感器组合利用。

产业上的可利用性

本发明的印刷装置能够再现工序中的损失少且按照设计的高精度的转印，因此适合于在液晶(LCD)、有机EL、有机TFT等电子设备的制造工序中利用的、使用了各种墨的电极层、密封剂层、掩蔽剂层等的图案形成。

Claims

1.一种印刷装置，具备：用于安装印刷版的圆筒状的印版滚筒；印版滚筒驱动单元，其使该印版滚筒以规定的周向速度旋转；基座，其沿与上述印版滚筒的旋转轴正交的方向滑动移动；被配设在上述基座上的、用于载置被印刷物的印刷台；基座驱动单元，其使上述基座沿水平方向移动来使上述印刷台移动；以及控制单元，其对印版滚筒的旋转和基座的移动进行控制，其中，该印刷装置根据来自上述控制单元的信号使上述基座与印版滚筒的旋转动作同步地移动，使被安装在该印版滚筒的外周的印刷版接触被载置在上述印刷台的上表面的被印刷物，来将该印刷版的表面所保持的墨转印到上述被印刷物的表面，该印刷装置的特征在于，

在上述基座与印刷台之间配设台位置微调单元，该台位置微调单元将该印刷台以沿相互正交的三轴方向移动自如的方式支承且将该印刷台以围绕铅垂方向的旋转轴旋转自如的方式支承，上述控制单元根据预先被输入到该控制单元的校正用数据，使上述台位置微调单元与上述印版滚筒的旋转和基座的移动同步地进行动作，从而将上述墨适当地转印到被印刷物上。