JP2001030467A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な膜厚の薄膜を形成することのできる薄
膜形成装置を提供する。 【解決手段】 凹版ロールとドクター装置と印刷ロール
と印刷テーブルとを有した薄膜形成装置において、前記
ドクター装置が、長手方向３４に延びるとともに一端が
長手方向に直交する方向の側面４０から外部に通じるイ
ンキ溜め溝３５と、このインキ溜め溝３５からほぼ直角
方向に延びるとともに一端が長手方向の側面３６から外
部に通じる複数のインキ流出溝３７とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、均一な膜厚の薄膜を
形成することのできる薄膜形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶配向膜や絶縁皮膜、導電皮膜
など種々の電子部品に用いる機能性薄膜パターンを形成
する薄膜形成装置として、たとえば、インキを保持する
ための多数のセルを有する凹版ロールと、凹版ロールの
表面にインキを滴下するインキ滴下装置と、凹版ロール
表面に滴下されたインキをドクターブレードでかきとっ
て一定量のインキを凹版ロール表面のセル内に充填させ
るドクター装置と、凹版ロールから受け取ったインキを
被印刷体に転移させる弾性凸部を有する印刷ロールと、
被印刷体を印刷ロールの回転と同期して移動させる印刷
テーブルとを有した薄膜形成装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置
は、凹版ロールの表面にまんべんなくインキを滴下させ
るために、インキ滴下装置のインキノズルを凹版ロール
の回転軸方向に沿ってレール上を一端から他端に向かっ
て移動させるものである。 （１）ノズル移動装置（モーター、レール等）の設置や
ノズル移動空間の確保等が必要であり、設置に手間がか
かるとともに大掛かりな構造となっていた。

【０００４】（２）次の事象に基づき、凹版ロールの表
面へのインキ滴下量が少ない部分とインキ滴下量が多い
部分とが併存し、充填量分布のバラツキが発生し、均一
な膜厚の薄膜が形成しにくかった。すなわち、インキノ
ズルの移動のスタート地点付近ではインキの滴下量が多
くなり、インキノズルの移動の終点付近ではインキの滴
下量が少なくなる。また、レールの滑りの良い部分では
インキノズルの移動速度が早いのでインキの滴下量が少
なくなり、レールの滑りの悪い部分ではインキノズルの
移動速度が遅いのでインキの滴下量が多くなる。また、
凹版ロールの軸方向上の中心部ではインキノズルの移動
速度が早いのでインキの滴下量が少なくなり、凹版ロー
ルの軸方向上の端の方の部分ではインキノズルがターン
しなければならないのでインキノズルの移動速度が遅く
なり滴下量が多くなってしまう等である。また、レール
上をスムーズに移動しない場合はインキ滴下量が少ない
部分とインキ滴下量が多い部分とが凹版ロールの表面に
交互に現れてしまう等である。

【０００５】（３）インキノズルから滴下されたインキ
が、ドクターブレードでかきとられるまでの間外気に触
れていなければならないため、外気との接触によってイ
ンキが酸化したり、塵等のゴミがインキ中に混入したり
する等の問題があった。

【０００６】（４）移動するインキノズルからインキが
滴下されるため、凹版ロールの回転に伴い、凹版ロール
の表面をインキが流れ回ったり、インキが飛び散ったり
する等の問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、この発明ではつぎのように構成した。つまり、請
求項１に記載したように、インキを保持するための多数
のセルを有する凹版ロールと、一定量のインキが凹版ロ
ール表面のセル内に充填させるドクター装置と、凹版ロ
ールから受け取ったインキを被印刷体に転移させる弾性
凸部を有する印刷ロールと、被印刷体を印刷ロールの回
転と同期して移動させる印刷テーブルとを有しており、
前記ドクター装置が、長手方向に延びるとともに一端が
長手方向に直交する方向の側面から外部に通じるインキ
溜め溝と、このインキ溜め溝からほぼ直角方向に延びる
とともに一端が長手方向の側面から外部に通じる複数の
インキ流出溝とを有するようにした。また、請求項２に
記載したように、前記ドクター装置が、インキ溜め溝に
溜まるインキにかかる圧力を一定に保つための、アキュ
ムレータータンクを備えたものでもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図面を参照しな
がら詳細に説明する。図１、図２、図３はこの発明の薄
膜形成装置の構成要素であるドクター装置の一例を示す
断面図である。図４はこの発明の薄膜形成装置の一例を
示す斜視図である。

【０００９】この発明の薄膜形成装置の一実施例につい
て説明する（図４参照）。長方形台からなる基台２０の
中央部に支持枠３０が形成され、支持枠３０には、凹版
ロール１および印刷ロール４が回転自在に支持されてい
る。また、凹版ロール１の表面の最上部より回転方向側
にドクター装置３が配置される。基台上面には印刷テー
ブル５が配置されている。

【００１０】まず、凹版ロール１は、一般にアニロック
スロールとも呼ばれるもので、回転軸に版胴が固定さ
れ、この版胴の表面にはインキを保持するための多数の
セルが形成されている。セルは数μｍから数10μｍの深
さで、所定のパターンに配列されている。凹版ロール１
は、その版胴が印刷ロール４の胴部の弾性凸部４１に一
定の圧力で接するように配置されている。

【００１１】ドクター装置３は、長手方向に延びるとと
もに一端が長手方向に直交する方向の側面４０から外部
に通じるインキ溜め溝と、このインキ溜め溝からほぼ直
角方向に延びるとともに一端が長手方向の側面３６から
外部に通じる複数のインキ流出溝とを有するものである
（図１〜図３参照）。具体例としては、ドクター装置３
は、ドクターブレード３１とホルダー３２とからなるも
のがある。この場合は、ホルダー３２のドクターブレー
ド装着面３３に、インキ溜め溝３５とインキ流出溝３７
とが形成されており、ドクターブレード装着面３３をド
クターブレード３１で覆うことによって、インキ溜め溝
３５とインキ流出溝３７が密閉状態となる。「密閉状
態」とは、アキュムレータータンク７に連結されたイン
キ溜め溝３５とインキ流出溝３７とが、インキ流出口３
９以外は外部から遮断され管状になることを意味する。
インキ溜め溝３５には、外部のアキュムレータータンク
７からチューブ７１へと伝ってインキが注入される。ド
クターブレード３１の刃先３８は、ホルダー３２の長手
方向の側面から突出させるとよい。また、ドクター装置
３の別の具体例としては、インキ溜め溝３５とインキ流
出溝３７とが形成されたホルダーとドクターブレード３
１を介して前記ホルダー上に被せる別のホルダー３２と
からなるものがある（図３（Ａ）参照）。さらに、ドク
ター装置３の別の具体例としては、インキ溜め溝３５と
インキ流出溝３７とドクターブレード嵌め込み溝３１０
とを穿設し、ドクターブレード嵌め込み溝３１０内にド
クターブレード３１を嵌め込んだものがある（図３
（Ｂ）参照）。

【００１２】ドクターブレード３１は、厚さ0.10〜0.30
ｍｍのステンレスやプラスチック製のものがある。

【００１３】インキ溜め溝３５の大きさは、ホルダー３
２の大きさやインキの粘度、インキの流出量等によって
変りうるが、幅は約１０ｍｍ、深さは約１０ｍｍのもの
がある。インキ流出溝３７の大きさはホルダー３２の大
きさやインキの粘度、インキの流出量等によって変りう
るが、径は約０.１〜１ｍｍであり、特に０.５ｍｍ程度
が好ましい。また、インキ流出溝３７の長さは約６５０
ｍｍのものがある。また、インキ流出溝３７の隣り合う
インキ流出溝３７の端部間の距離は約０.５ｍｍ程度が
好ましい。

【００１４】アキュムレータータンク７は、チューブ７
１等を通じて二酸化窒素などのガスでインキを圧送する
ものである（図１、図４参照）。バルブ（図示せず）に
よってチューブ内のインキにかかる圧力を調節すること
によってインキの流量を調節するものである。

【００１５】必要により、インキングロールを、凹版ロ
ール１上のドクター装置３とは別の位置に設置してもよ
い。凹版ロール１の表面にドクター装置３によって充填
しきれない場合に、インキを再度加圧して凹版ロール１
のセル内に強制的に充填するロールである。

【００１６】インキは、たとえば、粘性が数10〜30,000
c.p.s.程度のものであり、合成樹脂または樹脂前駆体お
よび溶剤の混合物からなるものがある。

【００１７】印刷ロール４は、その回転軸に胴部が固定
され、胴部には弾性凸部４１を備えている。弾性凸部４
１の材質としてはブチルゴム、エチレンプロピレンなど
のゴム系の合成樹脂、または感光性ゴム・感光性樹脂な
どを用いることができる。印刷ロール４は凹版ロール１
と所定の圧力で接触して、凹版ロール１のセルに保持さ
れたインキを印刷ロール４表面の弾性凸部４１に受け取
る。さらに印刷テーブル５上に載置され印刷ロール４下
方に搬送されてきた被印刷体５１と印刷ロール４とを所
定の圧力で接触させ、印刷ロール４の弾性凸部４１上の
インキを被転写体５１表面に転移させる。印刷ロール４
の回転軸の一端は印刷ロール駆動モーター４２に連結さ
れており、他端には第１ピニオン６１が固定されてい
る。

【００１８】印刷テーブル５は基台２０の上に載置され
ている。基台２０の上面には、支持枠下方の印刷位置Ｂ
と支持枠下方から被印刷体搬入側へ離れた被印刷体載置
位置Ａと支持枠下方から被印刷体搬出側へ離れた搬出位
置Ｃの間の両側にそれぞれ案内レール５２が固定されて
いる。印刷テーブル５は、基台２０の上で案内レール５
２沿いに各位置Ａ・Ｂ・Ｃ間を移動する。この印刷テー
ブル５は、その上面に板状の被印刷体５１を載置し、被
印刷体５１の位置を決めてこれを保持する。また、印刷
テーブル５の下端面には、案内レール５２に対して平行
なラック６６（ボールネジでもよい。）が取り付けられ
ている。このラック６６には第５ピニオン６５が連動し
ており、この第５ピニオン６５の正逆回転により印刷テ
ーブル５がラック６６とともに往復動するように構成さ
れている。第５ピニオン６５は支持枠３０間に回転自在
に架設された印刷テーブル駆動シャフトに固定されてお
り、印刷テーブル駆動シャフトの一方端は第４ピニオン
６４および主モーター８が取り付けられている。第４ピ
ニオン６４は、第３ピニオン６３および第２ピニオン６
２を介して第１ピニオン６１に連結されており、その回
転方向は第１ピニオン６１に対して逆回転するように連
結されている。したがって、印刷ロール４の回転と印刷
テーブル５のスライド移動とは、互いに一義的な位置関
係で同期して運動する。そして、被印刷体５１は印刷テ
ーブル５の印刷位置Ｂで印刷ロール４に接触し、印刷ロ
ール４の弾性凸部４１のインキを被印刷体５１上に転移
させて印刷形成する。したがって、印刷ロール４の回転
と被印刷体５１のスライド移動とは、第１ピニオン６１
および第２・３・４ピニオン６２・６３・６４の噛合、
および第５ピニオン６５とラック６６との噛合によって
機械的に行われ、滑らかに同期される。凹版ロール１の
回転は、印刷ロール４の駆動に連動して行われるように
してもよいし、印刷ロール４とは独立した凹版ロール駆
動モーター９を回転軸に取り付けることによって行われ
るようにしてもよい。

【００１９】なお、印刷ロール４と印刷テーブル５の間
には、非印刷時に同期性のある動作を完全に絶ち切る同
期クラッチが配備しておけば、印刷ロール４は、常に一
定方向にのみ回転し、反転動作を行う必要がない。ま
た、印刷ロール４を初期位置まで回転させるために、同
期クラッチを切り、駆動クラッチを接続して、印刷ロー
ル駆動モーター４２を動作させるとよい。

【００２０】

【作用】上記構成の作用を、図１〜図４を参照しながら
説明する。アキュムレータータンクから圧力をかけられ
て押し出されたインキは、チューブを通って、ドクター
ブレードによって覆われて密閉状態となったインキ溜め
溝に供給される。「密閉状態」とは、アキュムレーター
タンクに連結されたインキ溜め溝と多数のインキ流出溝
とが、インキ流出口以外は外部から遮断され管状になる
ことを意味する。インキ溜め溝に供給されたインキはド
クターブレードの長手方向に沿ってインキ溜め溝にまん
べんなく充満される。アキュムレータータンクからイン
キにさらに圧力をかけると、インキ溜め溝に充満したイ
ンキは、ホルダーの長手方向の側面に通じる多数のイン
キ流出溝に一斉に侵入する。各インキ流出溝にかかる圧
力は均一なので各インキ流出溝に侵入するインキの量は
全て均一となる。アキュムレータータンクからインキに
さらに圧力をかけると、各インキ流出溝に侵入したイン
キはホルダーの長手方向の側面にまで達する。各インキ
流出溝のインキにかかる圧力は均一なので各インキ流出
溝からホルダーの長手方向の側面に一斉に流出しインキ
の流出量は全て均一となる。インキはインキ溜め溝で溜
められた後に各インキ流出溝からドクターブレードの刃
先に満遍なく拡がる。アキュムレータータンクにてイン
キにかかる圧力をゼロにするとホルダーの長手方向の側
面に流出するインキをストップさせることができる。ド
クタブレードの刃先はホルダーの長手方向の側面からさ
らに突出させておけば、重力によりドクターブレードの
刃面を伝ってドクターブレードの刃先に達する。刃先に
達したインキは、回転する凹版ロールの表面とドクター
ブレードの刃先との擦動によって、凹版ロールの表面の
セル内に押し込まれるとともに、余分なインキはかきと
られる。

【００２１】

【実施例】 実例１ 凹版ロール 直径180mm 接線速度400mm/秒 ドクター装置 プラスチック製ドクターブレード ホルダーのインキ溜め溝 ・幅１０ｍｍ ・深さ１０ｍｍ ホルダーのインキ流出溝 ・径０.５ｍｍ ・インキ溜め溝からホルダーの 長手方向の側面までの長さ６５０ｍｍ ・端部間隔０.５ｍｍ アキュムレーター インキの送込み圧 ２〜５Kg重／平方センチメート ル 印刷ロール 直径360mm 接線速度400mm/秒 以上のような条件で、液晶カラーフィルター平坦化膜形
成剤からなるインキをアキュムレータータンクからチュ
ーブを通って、ドクターホルダーの密閉されたインキ溜
め溝に注入した。アキュムレータータンクからインキの
かかる圧力を調節してインキ流出溝から所定量のインキ
を０.１〜１ｃｃ／分の割合で、凹版ロールの表面に供
給し凹版ロールの表面のセル内に充填させた。凹版ロー
ルのセル内への充填量分布は全面均一であった。凹版ロ
ールから印刷ロールの表面へのインキの転移後、印刷ロ
ールと被印刷体とを接触させて印刷した。被印刷体表面
の印刷皮膜厚は均一であった。

【００２２】

【発明の効果】この発明の薄膜形成装置は、以上のよう
な構成とした。したがって、この発明では、固定したド
クター装置を用いるとともにインキを滴下せずにインキ
を凹版ロールのセルに充填させることができるので、従
来技術のようにインキ滴下装置を凹版ロールの回転軸方
向に沿ってレール上を往復移動させる必要がなくなり、
次の諸効果が得られる。 （１）このため、ノズル移動装置の取り付けやノズル移
動空間の確保等も全く不要であり、コンパクトな構造と
なる。 （２）インキ滴下装置を凹版ロール上で移動させるもの
ではないため、充填量分布にバラツキが発生することも
なく、均一な膜厚の薄膜が形成できる。 （３）インキが外気と接触するのは、ドクターブレード
のインキ流出口から凹版ロールの表面に到達するまでの
極めて短い間であるため、インキが酸化したり、塵等の
ゴミがインキ中に混入する等の問題が極めて少なくな
る。 （４）インキ流出口から出たインキが刃先を伝って凹版
ロールの表面に至るので、凹版ロールの回転に伴い、凹
版ロール表面をインキが流れ回ったり、インキが飛び散
ったりする等の問題がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の薄膜形成装置のドクター装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】この発明の薄膜形成装置のドクター装置の一実
施例を示す断面図である。

【図３】この発明の薄膜形成装置のドクター装置の一実
施例を示す図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】この発明の薄膜形成装置の一実施例を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ 凹版ロール ２０ 基台 ３ ドクター装置 ３０ 支持枠 ３１ ドクターブレード ３２ ホルダー ３３ ドクターブレード装着面 ３４ 長手方向 ３５ インキ溜め溝 ３６ 長手方向の側面 ３７ インキ流出溝 ３８ 刃先 ３９ インキ流出口 ３１０ ドクターブレード嵌め込み溝 ４０ 長手方向に直交する方向の側面 ４ 印刷ロール ４１ 弾性凸版 ４２ 印刷ロール駆動モーター ５ 印刷テーブル ５１ 被印刷体 ５２ 案内レール ６１ 第１ピニオン ６２ 第２ピニオン ６３ 第３ピニオン ６４ 第４ピニオン ６５ 第５ピニオン ６６ ラック ７ アキュムレータータンク ７１ チューブ ８ 主モーター ９ 凹版ロール駆動モーター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インキを保持するための多数のセルを有
   する凹版ロールと、一定量のインキが凹版ロール表面の
   セル内に充填させるドクター装置と、凹版ロールから受
   け取ったインキを被印刷体に転移させる弾性凸部を有す
   る印刷ロールと、被印刷体を印刷ロールの回転と同期し
   て移動させる印刷テーブルとを有しており、前記ドクタ
   ー装置が、長手方向に延びるとともに一端が長手方向に
   直交する方向の側面から外部に通じるインキ溜め溝と、
   このインキ溜め溝からほぼ直角方向に延びるとともに一
   端が長手方向の側面から外部に通じる複数のインキ流出
   溝とを有することを特徴とする薄膜形成装置。
2. 【請求項２】 前記ドクター装置が、インキ溜め溝に溜
   まるインキにかかる圧力を一定に保つための、アキュム
   レータータンクを備えた請求項１に記載の薄膜形成装
   置。