JP2000238446A - オフセット印刷装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被印刷基板に転写されたインキパターンの表
面を平坦化する。 【解決手段】 凹版上にインキを供給し、このインキを
パターン凹部に充填しつつ余分なインキを掻きとり、充
填したインキパターンを受理してこれを被印刷基板に転
写するオフセット印刷装置と方法であって、この被印刷
基板２へ転写したインキパターン３を、内部のインキが
未硬化の間に加圧する（ｂ）〜（ｃ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷原版上に形成
された原版パターンを被印刷物の上に大面積で高精度に
転写印刷形成するオフセット印刷法、印刷装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】基板上にパターンを高精度に形成する技
術としてはフォトリソ法が一般的である。しかし、パタ
ーン形成を大面積に行おうとすると、フォトリソ法では
コストが高くなるという問題がある。

【０００３】一方、パターン形成技術としてスクリーン
印刷、オフセッ卜印刷などの印刷技術を転用してパター
ンを高精度に大面積で形成する方法が考えられる。印刷
法は多数のパターンを基板上に形成するのに適し、コス
ト的にもフォトリソ法より有利である。特にオフセット
印刷技術は薄膜のパターンを形成するのに適している。
このオフセット印刷技術を回路基板に応用した例として
は特開平４−２９０２９５号公報に開示されたものがあ
る。当該公報に開示された回路基板は、印刷時のパター
ン伸縮を原因とする電極パターンピッチ寸法のバラツキ
による接合不良をなくすために、回路部品に接合される
複数の接合電極の角度を変化させたものである。そして
当該公報には、電極パターンをオフセット印刷により形
成することが記載されている。

【０００４】従来、凹版オフセット印刷においてはガラ
ス凹版等を用い、凹版に印刷インクを供給し、このイン
クを表面がシリコンゴムからなる転写ロールに一旦転写
した後、紙やガラス等の被印刷体上にこの転写ロールよ
り転写して印刷する方法が利用されている［例えば、特
開昭６２−９４３４１号公報および嶋田幹也：電子情報
通信学会誌、ＣＰＭ９０−２４（１９９０）］。また、
印刷パターンの幅も、印刷方向に平行したパターンの場
合はドライエッチングで作製した凹版を使用すること
で、１０μｍ程度まで形成可能になってきた（例えば、
特開平３−２２１５１６号公報）。しかし、凹版印刷等
の印刷法は、設備も簡単で工程数も少なく大面積である
程度の線幅（１０μｍ程度）のパターンの形成も容易で
ある反面、印刷方向の寸法精度を確保することが困難で
あるという課題を有していた。例えば、印刷方向に１０
ｃｍの長さを有するパターンを凹版オフセット印刷した
場合、平均パターン長さで１０ｃｍ±１００μｍ程度、
そこでのばらつきが±７０μｍ程度と横方向（±５μｍ
程度）に比べ非常に悪い値となる。

【０００５】従来、上記課題の解決手段として、被印刷
基板に転写されるパターンの平面寸法の精度について
は、例えば、インキの受理および転移時に凹版もしくは
被印刷基板にブランケット胴を押付ける圧力を制御した
り、凹版に形成される凹版パターンの平面寸法を印刷さ
れるパターンの形状変化を考慮して設計することにより
対応できる。また、特開平５−２３７９８４号公報に開
示されているように、転写ロールと印刷ステージ間にピ
ニオンギアとラックギアを介して印刷時の移動距離を規
制したオフセッ卜印刷機において、ラックギア下部にバ
ネあるいはゴム等を挿入し常時ピニオンギアとの間に隙
間ができないようにしたことを特徴とするオフセット印
刷機が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のオフセ
ット印刷技術では、被印刷体に転写するパターンの表面
の粗さを小さくすること、つまり転写パターン表面を平
坦化することができない、という問題があった。

【０００７】本発明の目的は、被印刷基板に転写された
パターンの表面を平坦化することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、被印刷基板
にパターンを転写した後、転写パターン表面を加圧する
ことで、上記目的が達成されることを見いだし、本発明
に至った。すなわち、本発明のオフセット印刷装置は、
凹版上にインキを供給するディスペンサーと、供給され
たインキを凹版のパターン凹部に充填しつつ余分なイン
キを掻きとるドクター手段と、充填された凹版上のイン
キパターンを受理してこれを被印刷基板に転写するブラ
ンケットとを具備し、この印刷装置はさらに、該被印刷
基板に転写されたインキパターンの内部のインキが未硬
化状態の間に同転写パターン表面を加圧する手段を具備
することを特徴とする。前記加圧手段は回転する円筒胴
であることが好ましい。

【０００９】また、本発明のオフセット印刷方法は、凹
版上にインキを供給し、供給したインキを凹版のパター
ン凹部に充填しつつ余分なインキを掻きとり、充填した
凹版上のインキパターンを受理してこれを被印刷基板に
転写する工程を具備し、この印刷方法はさらに、該被印
刷基板に転写したインキパターンの内部のインキが未硬
化状態の間に同転写パターン表面を加圧する工程を具備
することを特徴とする。前記転写パターン表面の加圧
は、円筒胴を回転させて行うことが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明のオフセット印刷装置または方法に
おいては、被印刷基板に転写されたインキパターンをそ
の上面から加圧するが、この加圧手段としては例えば、
平板や円筒胴を用いることができる。印刷装置における
加圧手段の位置は特に制限されないが、ブランケットよ
り後方（印刷進行方向）に設けることが好ましい。

【００１１】図１は加圧用プラスチック平板１を示す。
平板１の転写インキと接触する面は鏡面とした。図２
は、図１の加圧用プラスチック平板１を適用したオフセ
ット印刷装置において、被印刷基板２にインキ３を転移
し、その後転写パターン３の表面を平坦化する工程を示
した図である。まず、ブランケット胴４に装着されたブ
ランケット５が、凹版（不図示）のパターン凹部から受
理したインキ３を、被印刷基板２上に転移する（図２
ａ）。次に、被印刷基板２上のインキ３をその上面か
ら、加圧用プラスチック平板１により加圧する（図２
ｂ）。一定時間加圧した後、加圧用平板１を上昇する
（図２ｃ）。

【００１２】図３は加圧用プラスチック円筒胴６を示
す。円筒胴６の転写インキと接触する面は鏡面とした。
図４は、図３の加圧用プラスチック円筒胴６を適用した
オフセット印刷装置において、被印刷基板２にインキ３
を転移し、その後転写パターン３表面を平坦化する工程
を示した図である。まず、ブランケット胴４に装着され
たブランケット５が、凹版（不図示）のパターン凹部か
ら受理したインキ３を、被印刷基板２上に転移する（図
４ａ）。次に、加圧用プラスチック円筒胴６を、被印刷
基板２上のインキパターン３上を一定圧力を加えながら
転がして、インキパターン３を加圧する（図４ｂ〜
ｃ）。

【００１３】図５は原版である凹版７を示す。この凹版
は青板ガラス製であり、上面に幅２００μｍ、長さ５０
０μｍ、深さ１０μｍのパターン凹部８が、５００μｍ
間隔で縦方向に４０個、横方向に４０個、総数１６００
個が形成されている。

【００１４】図６は、オフセット印刷装置の一例であ
る。本図において１０１は本体ベースであり、左右２本
のリニアガイド１０２が取り付けられている。リニアガ
イド１０２上の移動ブロック１０３上にはテーブル１０
４が固定されており、装置前方のテーブル駆動モーター
１０５で回転駆動されるボールネジ１０６によって前後
（Ｘ方向）に移動量を制御して走行することができる。
この時のテーブル１０４の移動量は図示しない測長器に
よって検出される。

【００１５】このテーブル走行方向に直角（Ｙ方向）に
軸線を持つように配置されたブランケット胴４は、両端
を支持柱１０８で回転自在に支持されている。ブランケ
ット胴４は、その軸の延長線上に配置された減速機１０
９と組み合わされたブランケット胴駆動モーター１１０
で回転移動角を制御して回転することができる。この時
のブランケット胴４の回転移動量は図示しないエンコー
ダ等によって検出される。

【００１６】１１１はブランケット胴４の左右両側に固
定されたギアで、テーブル１０４上面左右に取り付け固
定されたラックギア１１２と噛み合って、印刷工程での
ブランケット胴４とテーブル１０４の同調動作を実現し
ている。印刷工程ストロークはテーブル１０４の全スト
ロークに対して充分に短く、ラックギア１１２の長さは
ワーク２のＸ方向長さに同調安定ストロークを加味して
決定されている。これにより、ブランケット胴４とテー
ブル１０４は印刷工程ストロークにおいてのみギア１１
１とラックギア１１２で接触し、それ以外のストローク
領域ではブランケット胴４とテーブル１０４が各々個別
に数値制御動作可能である。

【００１７】ブランケット胴４に装着するブランケット
５の両端には、ブランケット縁部１１４が取り付けられ
ている。ブランケット胴４自身には、その軸線と平行に
ブランケット５の縁部１１４を固定保持する縁部固定保
持部分１１５と、ブランケット胴の接線方向に変位可能
な縁部移動保持部分１１６が設けられている。

【００１８】テーブル１０４には、ブランケット５の縁
部１１４を保持するテンション治具１１７が取り付け取
り外し可能となっている。テンション治具１１７には、
ブランケット縁部１１４を保持する力を検出できるロー
ドセル１１８があって、ブランケット５に生じる張力を
逐次出力することができる。

【００１９】テーブル駆動モーター１０５とブランケッ
ト胴駆動モーター１１０は、図示しない制御装置によっ
て、個別動作または数値制御同調動作ができる。またこ
の制御装置はロードセル１１８の出力、及びテーブル１
０４の移動量、ブランケット胴４の回転移動量を取り込
むように接続されている。

【００２０】図７は、本発明に係るパターン表面加圧を
適用した凹版オフセット印刷工程を示す図である。ま
ず、インキディスペンサー９により凹版７上面にインキ
３を供給し、このインキ３をドクターブレード１０によ
り、凹版７上面に形成されたパターン凹部８に充填する
（図７ａ）。ブランケットシート５が取り付けられたブ
ランケット胴４が凹版７上面に一定量押し込みながら回
転することにより、ブランケットシート５は凹版７のパ
ターン凹部８に充填されたインキ３を受理する（図７
ｂ）。ブランケットシート５上にインキ３を受理した状
態のブランケット胴４を、被印刷基板２上面に一定量押
し込みながら回転することにより、被印刷基板２上に凹
版７の有するパターン８状のインキ３を転移する（図７
ｃ）。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例１ 図６に示す基本構成を有するオフセット印刷装置を用い
て、パターンを基板上に形成した。ブランケット胴は直
径２００ｍｍ、胴幅３５０ｍｍの円筒胴を用いた。ブラ
ンケット胴の筒周面上にはゴムシートを接着した。ゴム
シートは、シリコーンゴム系材料（商品名：ＴＳＥ３４
５３Ｔ、東芝シリコン社製）を１〜２ｍｍの厚さに成形
し、この表面を鏡面にするためシリコーンゴムが硬化す
る前にクロムメッキした鉄板に密着させて、表面粗さ
０．２μｍ（Ｒｚ）程度の表面状態とした。ドクターブ
レードは材質がＳＫ−２でブレード（刃先７０μｍ厚）
が１枚のものを使用した。

【００２２】まず、図５に示す青板ガラス製凹版上に、
ディスペンサー（岩下エンジニアリング（株）社製、Ｉ
ＥＩ標準ディスペンサーＡＤ５００ＶＨ）によりインキ
（エヌ・イー・ケムキャット（株）社製、エヌ・オー・
ペーストのＥ−３１００をＢＣＡ溶剤にて希釈した有機
金属から成るＰｔレジネートペースト）を３ｃｃのせ
た。印刷方向にドクター可能なドクターブレードを、凹
版表面との接触角がドクター方向側で６０度になるよう
に設定し、押込み量を１０ｍｍとしてドクターした。そ
の後、パターン内にインキが充填された凹版、およびガ
ラス製被印刷基板を、それぞれブランケットに対して１
００μｍ押し込んで印刷を行った。こうしてパターンが
印刷された基板を２秒間放置してパターンの表面のみが
乾燥した時点で、パターン印刷領域（２．７５ｃｍ×
３．９５ｃｍ）を図１の平板で１２．８ｋｇｆの力で３
秒間加圧した。

【００２３】この様にして被印刷基板に印刷、加圧され
たパターン表面の粗さ（Ｒａ）を測定した結果、０．０
６μｍであることが分かった。

【００２４】実施例２ 加圧手段として、平板の代わりに図３に示す直径５０ｍ
ｍの円筒胴を用い、これを被印刷基板のパターン印刷領
域（２．７５ｃｍ×３．９５ｃｍ）に対して２．３ｋｇ
ｆの力で押し付けながら１０°／ｓｅｃの角速度で回転
させた以外は、実施例１と同様に印刷、加圧した。

【００２５】その結果、被印刷基板に印刷、加圧された
パターン表面の粗さ（Ｒａ）を測定したところ、０．０
６μｍであることが分かった。

【００２６】比較例 実施例１と同様に印刷を行い、その後の加圧は行わなか
った。被印刷基板に印刷されたパターン表面の粗さ（Ｒ
ａ）を測定したところ、０．１１μｍであった。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明のオフセット印刷装置および方法
によれば、被印刷基板に転写したパターンを、その内部
のインキが未硬化状態の間に平面加圧するため、転写パ
ターンの表面を平坦化する効果がある。また、平坦化に
よりパターンの厚み精度を向上することができる。（パ
ターン精度を向上できる。）加圧手段として円筒胴を用
いた場合には、これを回転させながら転写パターンを加
圧することにより、転写パターンの表面を平坦化すると
同時に、加圧力が低くて済むため、印刷機および被印刷
基板への負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１で用いた加圧用プラスチック平板の
斜視図である。

【図２】 実施例１のオフセット印刷工程および加圧工
程を示す側面図である。

【図３】 実施例２で用いた加圧用プラスチック円筒胴
の斜視図である。

【図４】 実施例２のオフセット印刷工程および加圧工
程を示す側面図である。

【図５】 実施例および比較例で用いたガラス凹版の平
面図である。

【図６】 実施例および比較例で用いたオフセット印刷
装置の基本構成の斜視図である。

【図７】 実施例および比較例のオフセット印刷工程を
示す側面図である。

【符号の説明】

１：加圧プラスチック平板、２：被印刷基板（ワー
ク）、３：インキ（パターン）、４：ブランケット胴、
５：ブランケット、６：加圧プラスチック円筒胴、７：
凹版、８：パターン凹部、９：インキディスペンサー、
１０：ドクターブレード、１０１：本体ベース、１０
２：リニアガイド、１０３：移動ブロック、１０４：テ
ーブル、１０５：テーブル駆動モーター、１０６：ボー
ルネジ、１０８：支持柱、１０９：減速機、１１０：ブ
ランケット胴駆動モーター、１１１：ギア、１１２：ラ
ックギア、１１４：ブランケット縁部、１１５：縁部固
定保持部分、１１６：縁部移動保持部分、１１７：テン
ション治具、１１８：ロードセル、１１９：制御装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹版上にインキを供給するディスペンサ
   ーと、供給されたインキを凹版のパターン凹部に充填し
   つつ余分なインキを掻きとるドクター手段と、充填され
   た凹版上のインキパターンを受理してこれを被印刷基板
   に転写するブランケットとを具備するオフセット印刷装
   置であって、 この印刷装置はさらに、該被印刷基板に転写されたイン
   キパターンの内部のインキが未硬化状態の間に同転写パ
   ターン表面を加圧する手段を具備することを特徴とす
   る。
2. 【請求項２】 前記加圧手段が回転する円筒胴であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のオフセット印刷装置。
3. 【請求項３】 凹版上にインキを供給し、供給したイン
   キを凹版のパターン凹部に充填しつつ余分なインキを掻
   きとり、充填した凹版上のインキパターンを受理してこ
   れを被印刷基板に転写する工程を具備するオフセット印
   刷方法であって、 この印刷方法はさらに、該被印刷基板に転写したインキ
   パターンの内部のインキが未硬化状態の間に同転写パタ
   ーン表面を加圧する工程を具備することを特徴とする。
4. 【請求項４】 前記転写パターン表面の加圧は、円筒胴
   を回転させて行うこと特徴とする請求項３に記載のオフ
   セット印刷方法。