JP2000079770A - 印刷用転写ロール及び基板へのダイレクト印刷方法 - Google Patents

印刷用転写ロール及び基板へのダイレクト印刷方法

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JP2000079770A JP25137898A JP25137898A JP2000079770A JP 2000079770 A JP2000079770 A JP 2000079770A JP 25137898 A JP25137898 A JP 25137898A JP 25137898 A JP25137898 A JP 25137898A JP 2000079770 A JP2000079770 A JP 2000079770A
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Nobuyuki Ishikawa
信行 石川
Kazunari Yonemoto
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブランケットを用いないダイレクト印刷にお
けるガラス基板等に対する傷や損傷の防止を行い、微細
パターンを簡単に精度良く再現性良く形成でき、耐久性
が良く生産性が良いダイレクト印刷用転写ロール及び基
板へのダイレクト印刷方法を提供する。 【解決手段】 剛性のあるシリンダーの表面に緩衝層が
形成されていて、さらにその表面に凹状のパターンが形
成された金属層が形成されていることを特徴とするダイ
レクト印刷用転写ロール、および、この印刷用転写ロー
ルを用いて剛性のある基板にダイレクトに印刷すること
を特徴とするダイレクト印刷方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターンを形
成するパターン形成法に関するものであり、特にガラ
ス、セラミック、金属等の剛性のある基板に印刷で微細
パターンを形成するのに適した印刷用転写ロール及び基
板への印刷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、微細パターンの形成方法には、フ
ォトリソ法を用いた方法やスクリーン印刷やオフセット
印刷やダイレクト印刷がある。例えば、微細パターンの
配線を形成するとき、フォトリソ法ではまず導電層を形
成し、その上にレジスト層を形成し、このレジスト層を
露光、現像し、レジスト層の無い部分の導電層をエッチン
グし、更に残ったレジスト層を剥離する。従って工程が
複雑で生産性が悪くコスト高になる。
【0003】スクリーン印刷では工程は簡略化できる
が、微細パターン例えば50ミクロン以下のラインアン
ドスペースを形成することは難しい。
【0004】オフセット印刷ではフォトリソ法のように
10ミクロン以下のラインアンドスペースを形成するこ
とは難しいが、10〜50ミクロンの ラインアンドス
ペースの微細パターンを形成することができる。しかし、
オフォセット印刷ではブランケットと呼ばれる樹脂の平
版にパターン部分に転写材(インク等)が充填した凹版
から転写材を転写し、更にこのブランケットから被転写
材の基板に転写する。したがってブランケットの耐久性
があまり高くないために劣化等を起こし転写性が悪くな
る。またブランケットが凹版や基板に接するときに変形
するためパターン形状が変形する場合がある。
【0005】また、ブランケットを用いないダイレクト
印刷では耐久性も高く変形もほとんど無いが、剛性のあ
る円筒状の凹版を用いるためこの凹版が基板に接すると
きに衝撃が発生し基板や凹版に傷が付いたり破損したり
する。また、剛性のある円筒状の凹版とガラス等の基板
とでは、接触部分が線になりリップ幅が得られず転写性
が悪い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ブランケッ
トを用いないダイレクト印刷におけるガラス基板等に対
する傷や損傷の防止を行い、微細パターンを簡単に精度
良く再現性良く形成でき、耐久性が良く生産性が良いダ
イレクト印刷用転写ロール及び基板へのダイレクト印刷
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【発明を解決するための手段】本発明の印刷用転写ロー
ルは、剛性のあるシリンダーの表面に緩衝層が形成され
ていて、さらにその表面に凹状のパターンが形成された
金属層が形成されていることを特徴とするダイレクト印
刷用転写ロールである。
【0008】本発明の印刷方法は、上記印刷用転写ロー
ルを用いて剛性のある基板にダイレクトに印刷すること
を特徴とするダイレクト印刷方法である。
【0009】本発明を用いれば、印刷における基板に対
する傷や損傷の発生を防止することができ、微細パター
ンを簡単に精度良く再現性良く形成することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の印刷用転写ロールの実施
の形態について、その模式断面図である図1及び図1の
拡大図である図2を参照しながら述べる。
【0011】まず緩衝層102の上に形成される金属層
101について述べる。金属層101には、SUSの薄
板をエッチングして凹状の版を形成したり、銅や真鍮の
薄板をエッチングして凹状の版を形成して更に表面にク
ロムメッキをして表面を硬くして傷や摩耗に強くしたも
のを緩衝層102に貼り付けたり、緩衝層102に直接
銅のメッキをしてエッチングにより凹状の版を形成した
後更に表面にクロムメッキをして表面を硬くして傷や摩
耗に強くしたものなどがある。ただし、直接メッキをし
てパターニングすると形成した金属層101のパターン
の精度の測定が難しい。
【0012】金属層101の材質は特に限定はないが凹
状のパターンがエッチングで形成し易く、出来上がりの
表面に傷が付きにくく耐久性のあることがのぞましい。
凹状の版の深さや形状は印刷するインクや印刷上がりの
厚さや形状に依ってきまる。
【0013】以上のことを考慮すると、緩衝層102の
表面に形成される金属層101の厚さは0.02〜0.
2mmの範囲であることが好ましい。また、金属層10
1は緩衝層102の表面に薄板状の凹版を貼り付けて形
成されていることが好ましい。
【0014】次に緩衝層102について述べる。緩衝層
102の材質は、シリコン、ウレタン、ニトリル、アク
リル、ブタジエン等の樹脂やゴムを用いることができ
る。ただし、表面研磨や成形加工により厚み精度がよく
圧縮等の応力に対して耐久性が必要である。
【0015】以上のことを考慮すると、緩衝層102は
シリンダー103の表面にゴム等のシートを貼り付けて
形成されていることが好ましい。
【0016】次にシリンダー103について述べる。シ
リンダー103には、普通SUSまたはAlを用いる。
シリンダーの径が大きくなったときは、中空のシリンダ
ーにより重量を軽くすることもある。シリンダー103
の表面には面精度と真円度が必要であり、切削や研磨に
より所要の精度が達成される。面精度はRa=0.00
01mm以下が好ましく、真円度は好ましくは±0.0
8mm以下、更に好ましくは±0.05mm以下、特に好
ましくは±0.001mm以下である。
【0017】次にドクターブレード104について述べ
る。ドクターブレード104の材質は、SUS・マルテ
ンサイト鋼・PET等を用いることができる。ただし、
金属層101との摩擦による耐久やインク106による
腐食等を考慮する必要がある。
【0018】次にインク106について述べる。インク
106は、形成する微細パターンの機能により材質は異
なる。例えば、金や銀の配線材料としては有機金属錯体
などが用いられる。ただし、インク粘度として10cp
s〜10000cpsのものが好ましい。
【0019】次に基板109について述べる。基板10
9は、その用途により異なるが、本発明では剛性のある
基板を用いるのが好ましい。例えば、セラミック・ガラ
ス・金属などである。
【0020】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を更に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0021】実施例1 図1は本実施例の印刷用転写ロールの断面図で、図2は
その一部分の拡大断面図である。また、図3は本実施例の
印刷方法を示す断面図である。
【0022】直径φ150mm長さ400mmのアルミ
ニウム製のシリンダーに熱硬化性のシリコンゴム(信越
化学製RTVゴムKE1800)厚さ4mm塗布し、1
00℃1時間加熱硬化させた後、研磨して厚さ3mmに
した。
【0023】次にこのシリコンゴム被覆のシリンダーの
ゴム表面に銅メッキを施した。
【0024】この銅メッキ表面にフォトレジストをコー
ティングし、フォトマスクを巻き付けるように貼り付
け、露光し、現像した。
【0025】このシリンダーの銅メッキ層をエッチング
して所定のパターンを銅メッキ層に形成し、さらにフォ
トレジストを剥離した後、クロムメッキを銅メッキ層の
表面に形成した。このようにして製作した印刷用転写ロ
ールは、緩衝層102の厚さ3±0.05mm、金属層
101の厚さ0.1±0.005mm、したがって真円
度φ153.1±0.055mm、パターン深さ8μm
であった。
【0026】この印刷用転写ロールを印刷機(日本写真
印刷製オングストローマーG型)に装着し、ダイレクト
印刷を行った。インク106(ノリタケ製銀MODペー
スト、5000CPS)をディスペンサー105より印
刷用転写ロール上部に滴下し印刷用転写ロールを回転方
向108に回す。このときドクターブレード104(P
ET)を滴下したインク106の回転方向108前方に
押し当ててインク106を掻く。これによりインク溜り
107が形成され、更に金属層101表面に形成された
凹状パターンの凹部にインク106が充填された。
【0027】このインク106が充填されたパターンが
回転方向108に沿って回転し、基板移動方向110に
沿って移動してきた基板109(コーニング製7059
ガラスt=1.1mm、360×460mm)に接し
た。このとき基板移動方向110に対して垂直に印刷用
転写ロールに圧力を加え、ニップ幅111を形成しなが
ら、パターンを直接転写し、形成した。本実施例の結果
を表1にまとめるが、ガラス基板に傷や破損が無くパタ
ーン形状の変形が無い再現性の良い印刷ができた。
【0028】
【表1】
【0029】実施例2 図4は本実施例の印刷用転写ロールの断面図である。
【0030】直径φ150mm長さ400mmのアルミ
ニウム製のシリンダーに光硬化性のアクリルゴムシート
(東レ製APR)をマスク無しで露光して作成した膜厚精
度のよいベタの樹脂凸版(2.95mm)を50μmの
厚さの接着剤を介して貼り付けた。
【0031】つぎにこのアクリルゴムシート被覆のシリ
ンダーのゴム表面に銅メッキを施した。この銅メッキ表
面にフォトレジストをコーティングし、フォトマスクを
巻き付けるように貼り付け、露光し、現像した。
【0032】このシリンダーの銅メッキ層をエッチング
して所定のパターン を銅メッキ層に形成し、さらにフォ
トレジストを剥離した後、クロムメッキ を銅メッキ層の
表面に形成した。このようにして製作した印刷用転写ロ
ールは、緩衝層102の厚さ2.95±0.03mm、
接着層112の厚さ0.05±0.005mm、金属層
101の厚さ0.1±0.005mm、したがって真円
度φ153.1±0.04mm、パターン深さ8μmで
あった。
【0033】次に、実施例1と同様に印刷機に、この実
施例の上記の方法で作成した印刷用転写ロールをセット
して、実施例1と同様に印刷を行った。本実施例の結果
も表1にまとめてあるが、ガラス基板に傷や破損が無く
パターン形状の変形が無い再現性の良い印刷ができた。
【0034】実施例3 図5は本実施例の印刷用転写ロールの断面図である。
【0035】直径φ150mm長さ400mmのアルミ
ニウム製のシリンダーに熱硬化性のシリコンゴム(信越
化学製RTVゴムKE1800)厚さ4mm塗布し、1
00℃1時間加熱硬化させた後、研磨して厚さ2.95
mmにした。
【0036】次に0.1mm厚のSUSのシートにフォ
トレジストをコーティングし、フォトマスクを被せて、
露光し、現像した。このSUSシートをエッチングして所
定のパターンをSUSシートに形成し、さらにフォトレ
ジストを剥離してSUS製の薄板状の凹版を形成した。
さらにこのSUS凹版の裏面に接着剤を50μm塗布
し、これをアルミニウム製のシリンダーにシリコンゴム
の緩衝層102が形成されたロール表面に貼り合わせ
た。 このようにして製作した印刷用転写ロールは、緩衝
層102の厚さ2.95±0.05mm、金属層101
の厚さ0.1±0.003mm、金属層の下の接着層1
13の厚さ0.05±0.005mm、したがって真円
度φ153.1±0.058mm、パターン深さ8μm
であった。
【0037】次に、実施例1と同様に印刷機に、この実
施例の上記の方法で作成した印刷用転写ロールをセット
して、実施例1と同様に印刷を行った。本実施例の結果
も表1にまとめてあるが、ガラス基板に傷や破損が無く
パターン形状の変形が無い再現性の良い印刷ができた。
また、SUS凹版は転写ロールに貼り付ける前にパター
ンの形状測定や位置測定ができるため、印刷上がりのガ
ラス基板上のパターンと比較し易い。
【0038】実施例4 図6は本実施例の印刷用転写ロールの断面図である。
【0039】直径φ150mm長さ400mmのアルミ
ニウム製のシリンダーに光硬化性のアクリルゴムシート
(東レ製APR)をマスク無しで露光して作成した膜厚精
度のよいベタの樹脂凸版(2.9mm)を50μmの厚
さの接着剤を介して貼り付けた。
【0040】次に0.1mm厚のSUSのシートにフォ
トレジストをコーティングし、フォトマスクを被せて、
露光し、現像した。このSUSシートをエッチングして所
定のパターンをSUSシートに形成し、さらにフォトレ
ジストを剥離してSUS製の薄板状の凹版を形成した。
さらにこのSUS凹版の裏面に接着剤を50μm塗布
し、これをアルミニウム製のシリンダーにアクリルゴム
の緩衝層が形成されたロール表面に貼り合わせた。 この
ようにして製作した印刷用転写ロールは、緩衝層102
の厚さ2.9±0.03mm、緩衝層の下の接着層11
2の厚さ0.05±0.005mm、金属層101の厚
さ0.1±0.003mm、金属層の下の接着層113
の厚さ0.5±0.005mm、したがって真円度φ1
53.1±0.043mm、パターン深さ8μmであっ
た。
【0041】次に、実施例1と同様に印刷機に、この実
施例の上記の方法で作成した印刷用転写ロールをセット
して、実施例1と同様に印刷を行った。本実施例の結果
も表1にまとめてあるが、ガラス基板に傷や破損が無く
パターン形状の変形が無い再現性の良い印刷ができた。
また、SUS凹版は転写ロールに貼り付ける前にパター
ンの形状測定や位置測定ができるため、印刷上がりのガ
ラス基板上のパターンと比較し易い。
【0042】比較例1 直径φ153mm長さ400mmのアルミニウム製のシ
リンダーに銅メッキを施した。この 銅メッキ表面にフォ
トレジストをコーティングし、フォトマスクを巻き付け
るように貼り付け、露光し、現像した。
【0043】このシリンダーの銅メッキ層をエッチング
して所定のパターンを銅メッキ層に形成し、さらにフォ
トレジストを剥離した後、クロムメッキを銅メッキ層の
表面に形成した。このようにして製作した印刷用転写ロ
ールは、金属層101の厚さ0.1±0.005mm、
したがって真円度φ153.1±0.005mm、パタ
ーン深さ8μmであった。
【0044】次に、実施例1と同様に印刷機に、この比
較例の上記の方法で作成した印刷用転写ロールをセット
して、実施例1と同様に印刷を行った。本比較例の結果
も表1にまとめてあるが、ガラス基板が破損し、パター
ン形状が転写されず、印刷できなかった。
【0045】比較例2 実施例1と同様に転写ロールを作成し、印刷機にセット
して印刷をした。ただし、研磨の精度をわざと悪くした
ため、真円度φ153.1±0.1mm、となった。ま
た、それにより転写ロールに加える圧力(押し込み量)
を0.1mm以上増加しなければならなかった。 本比
較例の結果も表1にまとめてあるが、ガラス基板に傷が
発生していた。また、真円度を徐々に大きくするとそれ
に伴って、印圧も大きくしなければならない。このと
き、0.08mmを超えるとガラス基板に傷が発生し
た。
【0046】比較例3 実施例1と同様に転写ロールを作成し、印刷機にセット
して印刷をした。ただし、銅メッキの厚さを0.01±
0.001mmとした。
【0047】本比較例の結果も表1にまとめてあるが、
印刷後、金属層に割れが発生していた。また、金属層の厚
さを徐々に薄くすると0.02mmで金属層に割れが発
生した。
【0048】比較例4 実施例3と同様に転写ロールを作成し、印刷機にセット
して印刷をした。ただし、SUSのシートの厚さを0.
3±0.01mmとし、緩衝層の厚さを2.75±0.
05mmとした。 本比較例の結果も表1にまとめてあ
るが、転写性が悪かった。また、金属層の厚さを徐々に
厚くすると0.3mm以上で転写が悪くなった。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイレク
ト印刷用転写ロール及びそれを用いるダイレクト印刷方
法によれば、剛性のある基板を傷つけたり破損したりせ
ずに、10乃至50μmの微細パターンを精度良く再現
性良く印刷することができる。
【0050】更に、ロール表面の金属層の厚さが0.0
2〜0.2mmであると、転写性を向上させ、かつ、耐久
性の得られる転写ロールが得られる。
【0051】更に、シリンダーの真円度が±0.08m
m以下であると、転写時の圧力を軽減でき、装置にかかる
負荷を減らし、位置精度を向上させることができる。
【0052】更に、緩衝層がゴム等のシートの貼り付け
により形成されていると、緩衝層の表面性を向上でき、厚
さのバラツキも小さくすることができ、シリンダーを含
んだ加工による操作性の悪さを改善でき、印刷機におい
てもシリンダーの交換や、シリンダーを含んだ製造工程
がなくなり、工程が簡略化できる。
【0053】また、版上のパターンの計測が容易であ
り、印刷上がりの基板上のパターンの計測との比較が容
易に行えて、修正や改良が簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の印刷用転写ロールの断面図
である。
【図2】図1のロールの一部分の拡大断面図である。
【図3】本発明の実施例1の印刷方法を示す断面図であ
る。
【図4】本発明の実施例2の印刷用転写ロールの断面図
である。
【図5】本発明の実施例3の印刷用転写ロールの断面図
である。
【図6】本発明の実施例4の印刷用転写ロールの断面図
である。
【符号の説明】
101 金属層 102 緩衝層 103 シリンダー 104 ドクターブレード 105 ディスペンサー 106 インク 107 インク溜り 108 シリンダーの回転方向 109 基板 110 基板の進行方向 111 リップ幅 112、113 接着層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 剛性のあるシリンダーの表面に緩衝層が
    形成されていて、さらにその表面に凹状のパターンが形
    成された金属層が形成されていることを特徴とするダイ
    レクト印刷用転写ロール。
  2. 【請求項2】 前記金属層の厚さが0.02〜0.2m
    mである、請求項1に記載のダイレクト印刷用転写ロー
    ル。
  3. 【請求項3】 前記シリンダーの真円度が±0.08m
    m以下である、請求項1に記載のダイレクト印刷用転写
    ロール。
  4. 【請求項4】 前記緩衝層がゴム等のシートの貼り付け
    により形成されている、請求項1に記載のダイレクト印
    刷用転写ロール。
  5. 【請求項5】 前記金属層が薄板状の凹版により形成さ
    れている、請求項1に記載のダイレクト印刷用転写ロー
    ル。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の
    ダイレクト印刷用転写ロールを用いて剛性のある基板に
    ダイレクトに印刷することを特徴とするダイレクト印刷
    方法。
JP25137898A 1998-09-04 1998-09-04 印刷用転写ロール及び基板へのダイレクト印刷方法 Pending JP2000079770A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004167702A (ja) * 2002-11-15 2004-06-17 Kyodo Printing Co Ltd グラビア印刷方法および印刷物
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