JP2008006706A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗布液の供給量を正確に調整することができ、必要な膜厚を持ったパターンの転写が可能な印刷装置を提供すること。
【解決手段】 スリットノズル１１はステー４１に連結されおり、このステー４１の一端部は、第１の支持部材４２により回動可能に支持されている。この第１の支持部材４２には、ナット４４が付設されている。このナット４４は、第１モータ４５の駆動により回転するボールねじ４６と螺号している。一方、ステー４１の他端部は第２の支持部材４３により、回動可能で、かつ、ステー４１の長手方向に微動可能に支持されている。この第２の支持部材４３には、図示しないナットが付設されている。このナットは、第２モータ４７の駆動により回転するボールねじと螺号している。昇降テーブル２１上には、スリットノズル１１の位置を検出するための距離計測センサが配設されている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置に関する。

例えば、カラーフィルター、液晶用ガラス基板、フレキシブル液晶基板あるいは電子ペーパー等の基板の製造工程においては、これらの基板に対して、パターン形成用の材料やフォトレジスト、あるいはインキ等の塗布液のパターンを転写する印刷装置が使用される。このような印刷装置においては、塗布物はインキローラとドクターブレードとを有するインキつぼから供給される（例えば、特許文献１参照）。

また、インクローラにノズルからインクを供給する構成の印刷装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−３２６６２１号公報 特開２００５−３０５７４３号公報

カラーフィルター、液晶用ガラス基板、フレキシブル液晶基板あるいは電子ペーパー等の基板の製造工程においては、塗布液としてパターン形成用の材料等が使用される場合がある。このようなパターン形成用の材料は、溶媒が多く含有されることから、一般的なインキに比べて粘度が低く、また、揮発性も高い。このため、このような塗布液を使用するときには、必要な量の塗布液だけを印刷版に供給し、塗布されなかった塗布液は再度回収することが好ましい。

また、カラーフィルター、液晶用ガラス基板、フレキシブル液晶基板あるいは電子ペーパー等の基板の製造工程においては、そのパターン毎に要求される膜厚や線幅が異なることから、塗布液の供給量を正確に調整することが必要となり、さらには、塗布液の粘度によっても塗布液の供給量を変更する必要がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、塗布液の供給量を正確に調整することができ、必要な膜厚を持ったパターンの転写が可能な印刷装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置において、その外周面に印刷版を装着する版胴と、その軸芯が前記版胴の軸芯と平行に配置され、前記印刷版の表面に塗布液を供給する塗布液供給ローラと、前記塗布液供給ローラの軸線方向に延びるスリットを有し、前記塗布液供給ローラの表面に塗布液を供給するノズルと、基板を前記版胴の軸芯と垂直な方向に、前記版胴に対して相対的に移動させる移動手段と、前記塗布液供給ローラの表面と前記ノズルとの間隔を検出する検出手段と、前記検出手段による検出値に基づいて、前記塗布液供給ローラの表面と前記ノズルとの間隔を調整する調整機構とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記調整機構は、前記ノズルの一端部を回動可能に支持する第１の支持部材と、前記ノズルの他端部を回動可能、かつ、ノズルの長手方向に微動可能に支持する第２の支持部材と、前記第１の支持部材を昇降させる第１モータと、前記第２の支持部材を昇降させる第２モータとを備える。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記検出手段は、前記ノズルの両端付近に一対配設されたセンサからなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記塗布液供給ローラの表面と前記印刷版の表面との間隔を検出する第２検出手段と、前記第２検出手段による検出値に基づいて、前記塗布液供給ローラの表面と前記印刷版の表面との間隔を調整する第２調整機構とを備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を検出する第３検出手段と、前記第３検出手段による検出値に基づいて、前記印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を調整する第３調整機構とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記移動手段は、前記基板を支持する搬送搬送テーブルと、当該搬送搬送テーブルを前記版胴の軸芯と垂直な方向に往復移動させるモータとを備え、前記第３調整機構は、前記搬送搬送テーブルの表面と前記版胴との距離を調整する。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明において、前記塗布液はパターン形成用の材料である。

請求項１に記載の発明によれば、塗布液の供給量を正確に調整することができ、必要な膜厚を持ったパターンの転写が可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、ノズルに応力が付与されることを防止しつつ、塗布液供給ローラの表面とノズルとの間隔を正確に調整することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、塗布液供給ローラの表面とノズルとの間隔をより正確に調整することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、塗布液供給ローラの表面と印刷版の表面との間隔を調整することにより、塗布液パターンの膜厚を適正なものとすることが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、塗布液供給ローラの表面と印刷版の表面との間隔を調整することにより、塗布液パターンの膜厚を適正なものとすることが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、搬送搬送テーブルの表面と版胴との距離を調整することにより、塗布液パターンの膜厚を適正なものとすることが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、粘度が低く揮発性も高いパターン形成用の材料の供給量を正確に調整することができ、必要な膜厚を持ったパターンの転写が可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

最初に、この発明に係る印刷装置の基本的な構成について説明する。図１はこの発明に係る印刷装置の要部を示す概要図である。

この印刷装置は、印刷版１７の表面に形成された塗布液のパターンを基板１６上に転写するものであり、その外周面に印刷版１７を装着する版胴１４と、その軸芯が版胴１４の軸芯と平行に配置され印刷版１７の表面に塗布液を供給する塗布液供給ローラ１２と、この塗布液供給ローラ１２の軸線方向に延びるスリットを有し塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液を供給するスリットノズル１１と、塗布液供給ローラ１２の洗浄機構１３と、版胴１４の洗浄機構１５とを備える。上記スリットノズル１１、塗布液供給ローラ１２および洗浄機構１３は、塗布液供給機構１０を構成する。

スリットノズル１１と塗布液供給ローラ１２の表面とは、わずかな距離ｄ１だけ離隔している。また、塗布液供給ローラ１２の表面と印刷版１７の表面とは、塗布液の膜厚より小さい距離ｄ２だけ離隔している。さらに、印刷版１７の表面と基板１６の表面とは、塗布液の膜厚より小さい距離ｄ３だけ離隔している。これらの距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は、後述する調整機構により調整可能となっている。

この印刷装置においては、スリットノズル１１から塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液が供給され、塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液の薄膜が形成される。そして、この塗布液は、印刷版１７におけるパターンＰに転写され、塗布液のパターンが形成される。この塗布液のパターンが、基板１６上に転写される。

なお、塗布液を印刷版１７におけるパターンＰに転写した後の塗布液供給ローラ１２の表面は、洗浄機構１３により洗浄される。これは、塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液が残存した場合、その上にさらにスリットノズル１１から塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液が供給されたときに、塗布液の膜厚が増加して不均一となり、必要な膜厚を持ったパターンの転写が不可能となるためである。

また、塗布液を基板１６に転写した後の印刷版１７の表面は、洗浄機構１５により洗浄される。これも、印刷版１７上の塗布液の膜厚が不均一となり、必要な膜厚を持ったパターンの転写が不可能となるためである。なお、洗浄機構１５は、装置の端部と版胴１４に近接した位置との間を移動可能となっている。

次に、上述した印刷装置の具体的な構成について説明する。図２および図３は、この発明に係る印刷装置を異なる方向から見た斜視図である。また、図４および図５は、この発明に係る印刷装置の一部を拡大して示す斜視図である。なお、これらの図においては、上述した洗浄機構１３、１５の図示を省略している。

この印刷装置は、基台２０と、上述したスリットノズル１１、塗布液供給ローラ１２および版胴１４を搭載した昇降テーブル２１と、基板１６を支持した状態で基台２０上を往復移動する搬送テーブル２２とを備える。

図２乃至図４に示すように、基台２０上には、一対の直動ガイド３２と、これらの直動ガイド３２の間に配設されたリニアモータ３１とが配設されている。これらの直動ガイド３２およびリニアモータ３１は、その長手方向が版胴１４の軸芯と垂直な方向を向くように配設されている。また、搬送テーブル２２は、これらの直動ガイド３２およびリニアモータ３１と連結されている。このため、搬送テーブル２２は、リニアモータ３１の駆動を受け、版胴１４の軸芯と垂直な方向に往復移動する。

上述したように、スリットノズル１１と塗布液供給ローラ１２の表面との距離ｄ１、塗布液供給ローラ１２の表面と印刷版１７の表面との距離ｄ２および印刷版１７の表面と基板１６の表面との距離ｄ３は、各々、調整機構により調整可能となっている。以下、この調整機構について説明する。

最初に、印刷版１７の表面と基板１６の表面との距離ｄ３を調整するための、本願発明に係る第３調整機構について説明する。

図１および図２に示すように、基台２０と連結した左右一対の支持側板２４には、ガイド部材２５が各々一対配設されている。そして、昇降テーブル２１は、このガイド部材２５と連結されており、このガイド部材２５に沿って昇降可能となっている。また、この昇降テーブル２１は、左右一対のモータ２６の駆動を受け回転するボールねじ２７（図２参照）と連結されている。このため、スリットノズル１１、塗布液供給ローラ１２および版胴１４は、モータ２６の駆動をうけ、昇降テーブル２１とともに昇降する。

そして、その昇降位置は、一対のレーザ変位計等の非接触変位計２３（図２、図４、図５参照）により検出されている。また、基板１６および搬送テーブル２２の表面位置は、一対のレーザ変位計等の非接触変位計３０（図５参照）により検出されている。これらの非接触変位計２３、３０は、本願発明に係る第３検出手段に相当する。

搬送テーブル２２は、基台２０上に往復移動可能に固定されており、その上下方向の位置は固定されている。このため、非接触変位計２３、３０で搬送テーブル２２上に載置された基板１６の表面および版胴１４の下端位置を検出した上で、左右一対のモータ２６により昇降テーブル２１とともにスリットノズル１１、塗布液供給ローラ１２および版胴１４を昇降させることにより、印刷版１７の表面と基板１６の表面との距離ｄ３を調整することが可能となる。このときの距離ｄ３は、印刷版Ｐ上に形成された塗布液の膜厚より小さくなるように調整される。

次に、塗布液供給ローラ１２の表面と印刷版１７の表面との距離ｄ２を調整するための、本願発明に係る第２調整機構について説明する。

図４に示すように、塗布液塗布ローラ１２は、左右一対の塗布液供給ローラ支持部３３により軸支されている。また、版胴１４は、左右一対の版胴支持部３４により軸支されている。そして、左右一対の塗布液供給ローラ支持部３３は、左右一対の版胴支持部３４に対して接離可能な構成となっている。

図６は、塗布液供給ローラ支持部３３および版胴支持部３４付近の拡大図である。なお、図６においては、塗布液供給ローラ支持部３３および版胴支持部３４の一方の端部のみを図示しているが、他方の端部も同様の構成を有する。

版胴１４を軸支する版胴支持部３４は、昇降テーブル２１に固定されている。一方、塗布液供給ローラ１２を支持する塗布液供給ローラ支持部３３は、昇降テーブル２１に対し、その軸芯と垂直な方向に移動可能となっている。

昇降テーブル２１上には、モータ３５が配設されている。このモータ３５は、ボールねじ３６に連結されている。また、このボールねじ３６は、塗布液供給ローラ支持部３３と連結したナット３７と螺合している。このため、モータ３５の駆動によりボールねじ３６を回転させた場合には、ナット３７が塗布液供給ローラ支持部３３およびそこに軸支された塗布液供給ローラ１２とともに移動する。

そして、ナット３７の位置は、ナット３７とともに移動するとともに、当たり部材３９に当接可能なリニアゲージ等の距離計測センサ３８により検出される。この距離計測センサ３８は、本願発明に係る第２検出手段に相当する。

上述したように、版胴１４を軸支する版胴支持部３４は、昇降テーブル２１に固定されている。このため、距離計測センサ３８で塗布液供給ローラ支持部３３の位置を検出しながら、左右一対のモータ３５により塗布液供給ローラ支持部３３とともに塗布液供給ローラ１２を移動させることにより、版胴１４の外周部に装着された印刷版１７の表面と塗布液供給ローラ１２の表面との距離ｄ２を調整することが可能となる。このときの距離ｄ２は、塗布液供給ローラ１２上に形成された塗布液の膜厚より小さくなるように調整される。

次に、スリットノズル１１と塗布液供給ローラ１２の表面との距離ｄ１を調整するための、本願発明に係る調整機構について説明する。

図４に示すように、スリットノズル１１は、ステー４１に連結されている。そして、このステー４１の一端部は、第１の支持部材４２により、回動可能に支持されている。この第１の支持部材４２には、ナット４４が付設されている。このナット４４は、第１モータ４５の駆動により回転するボールねじ４６と螺合している。

一方、ステー４１の他端部は、第２の支持部材４３により、回動可能で、かつ、ステー４１の長手方向に微動可能に支持されている。この第２の支持部材４３には、図示しないナットが付設されている。このナットは、第２モータ４７の駆動により回転するボールねじと螺合している。

このため、第１モータ４５および第２モータ４７が同期して回転駆動した場合には、その一端部をステー４１を介して第１の支持部材４２に支持され、その他端部をステー４１を介して第２の支持部材４３により支持されたスリットノズル１１は、昇降移動することになる。

図７は、スリットノズル１１の端部付近を拡大して示す斜視図である。

昇降テーブル２１上には、リニアゲージ等の距離計測センサ４８が配設されている。この距離計測センサ４８は、スリットノズル１１の支持するステー４１の端部に付設された当たり部材４９と当接可能となっている。この距離計測センサ４８は、スリットノズル１１の他方の端部にも配設されている。これらの距離計測センサ４８は、ステー４１の位置を介してスリットノズル１１の位置を検出する。この距離計測センサ４８は、本願発明に係る検出手段に相当する。

上述したように、塗布液供給ローラ１２は、塗布液供給ローラ支持部３３とともに水平方向にのみ移動し、その高さ位置は固定されている。このため、距離計測センサ４８によりスリットノズル１１の位置を検出しながら、第１、第２モータ４５、４７の駆動によりスリットノズル１１を移動させることにより、スリットノズルと塗布液供給ローラ１２の表面との距離ｄ１を調整することが可能となる。このときの距離ｄ１は、基板１６に塗布すべき塗布液の膜厚等により、所定の値に設定される。

このとき、スリットノズル１１と連結されたステー４１は、その一端部を第１支持部材４２により回動可能に、また、その他端部を第２支持部材４３により回動可能で、かつ、ステー４１の長手方向に微動可能に支持されていることから、スリットノズル１１に応力が付与されることを防止しつつ、塗布液供給ローラ１２の表面とスリットノズル１１との間隔を正確に調整することが可能となる。

次に、図１に示す塗布液供給ローラ１２の洗浄機構１３の構成について説明する。図８は、塗布液供給ローラ１２の洗浄機構１３の概要図である。

上述したように、塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液が残存した場合、その上にさらにスリットノズル１１から塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液が供給されたときに、塗布液の膜厚が増加して不均一となり、必要な膜厚を持ったパターンの転写が不可能となる。このため、塗布液供給ローラ１２から版胴１４上の印刷版に塗布液を供給した後に、塗布液供給ローラ１２の表面を洗浄機構１３により洗浄する構成を採用している。

この洗浄機構１３は、塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液の溶媒を供給するためのリンスパイプ７１と、塗布液供給ローラ１２の表面に塗布された塗布液を溶媒とともに掻き落とすための第１ブレード７２と、第１ブレード７２により掻き落とされた塗布液を回収するための回収バット７３と、回収バット７３に回収された塗布液を溶剤とともに再利用するための回収管路７４と、塗布液の溶媒を貯留するバット７５と、塗布液供給ローラ１２の表面に残存する塗布液の溶媒を掻き落とすための第２ブレード７６とを備える。

この洗浄機構においては、リンスパイプ７１から供給された塗布液の溶剤により塗布液の固化を防止した上で、塗布液をその溶媒とともに回収バット４３に回収する。回収された塗布液は、再生後、再度、スリットノズル１１に送液され、再利用される。そして、塗布液が除去された塗布液供給ローラ１２の表面は、バット７５に貯留された塗布液の溶媒中に浸漬された後、第２ブレード７６によりその表面に残存する塗布液の溶媒を除去される。

以上のような構成を有する印刷装置においては、印刷を実行するに先立って、各調整機構により、スリットノズル１１と塗布液供給ローラ１２の表面との距離ｄ１、塗布液供給ローラ１２の表面と印刷版１７の表面との距離ｄ２および印刷版１７の表面と基板１６の表面との距離ｄ３を、基板１６に塗布すべき塗布液の膜厚等に基づいて所定の値に設定する。

しかる後、図示しないモータの駆動により塗布液供給ローラ１２および版胴１４を互いに同期して回転させると共に、リニアモータ３１の駆動により搬送テーブル２２を、版胴１４の周速度と同一の速度で版胴１４の軸芯と垂直な方向に移動させる。これにより、版胴１４の外周部に装着した印刷版１７上の塗布液のパターンが基板１６の表面に転写される。

そして、塗布液を基板１６上に転写した印刷版１７の表面は、図１に示す版胴１４の洗浄機構１５により洗浄される。また、印刷版１７に塗布液を供給した塗布液供給ローラ１２は、図１および図８に示す塗布液供給ローラ１２の洗浄機構１３により洗浄される。

なお、上述した実施形態においては、基板１６上にパターン形成用の材料を用いてパターンを印刷する印刷装置にこの発明を適用した場合について説明したが、一般のインキを印刷する印刷装置にこの発明を適用するようにしても良い。

また、上述した実施形態においては、塗布液供給ローラ１２の表面に塗布液を供給するためのノズルとして、塗布液供給ローラ１２の軸線方向に延びるスリットを有するスリットノズル１１を使用しているが、塗布液供給ローラ１２の表面に対し塗布液供給ローラ１２の軸線方向に沿って直線状に塗布液を供給し得るものであれば、他のノズルを使用することも可能である。このようなノズルとして、例えば、塗布液供給ローラ１２の軸線方向に多数の円形またはスロット状の吐出口を列設し、これらの吐出口から塗布液供給ローラ１２の軸線方向に沿って直線状に塗布液を吐出するノズルを使用してもよい。この発明の「塗布液供給ローラの軸線方向に延びる塗布液吐出口を有し、前記塗布液供給ローラの表面に塗布液を供給するノズル」とは、このような形態をも含むものである。

この発明に係る印刷装置の要部を示す概要図である。 この発明に係る印刷装置の斜視図である。 この発明に係る印刷装置の斜視図である。 この発明に係る印刷装置の一部を拡大して示す斜視図である。 この発明に係る印刷装置の一部を拡大して示す斜視図である。 塗布液供給ローラ支持部３３および版胴支持部３４付近の拡大図である。 スリットノズル１１の端部付近を拡大して示す斜視図である。 塗布液供給ローラ１２の洗浄機構１３の概要図である。

符号の説明

１０ 塗布液供給機構
１１ スリットノズル
１２ 塗布液供給ローラ
１３ 洗浄機構
１４ 版胴
１５ 洗浄機構
１６ 基板
１７ 印刷版
２０ 基台
２１ 昇降テーブル
２２ 搬送テーブル
２３ 非接触変位計
２４ 支持側板
２５ ガイド部材
２６ モータ
３０ 非接触変位計
３１ リニアモータ
３２ 直動ガイド
３３ 塗布液供給ローラ支持部
３４ 版胴支持部
３５ モータ
３８ 距離計測センサ
４１ ステー
４２ 第１の支持部材
４３ 第２の支持部材
４５ 第１モータ
４７ 第２モータ
４８ 距離計測センサ
Ｐ パターン

Claims (7)

1. 印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置において、
   その外周面に印刷版を装着する版胴と、
   その軸芯が前記版胴の軸芯と平行に配置され、前記印刷版の表面に塗布液を供給する塗布液供給ローラと、
   前記塗布液供給ローラの軸線方向に延びる塗布液吐出口を有し、前記塗布液供給ローラの表面に塗布液を供給するノズルと、
   基板を前記版胴の軸芯と垂直な方向に、前記版胴に対して相対的に移動させる移動手段と、
   前記塗布液供給ローラの表面と前記ノズルとの間隔を検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出値に基づいて、前記塗布液供給ローラの表面と前記ノズルとの間隔を調整する調整機構と、
   を備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置において、
   前記調整機構は、
   前記ノズルの一端部を回動可能に支持する第１の支持部材と、
   前記ノズルの他端部を回動可能、かつ、ノズルの長手方向に微動可能に支持する第２の支持部材と、
   前記第１の支持部材を昇降させる第１モータと、
   前記第２の支持部材を昇降させる第２モータと、
   を備える印刷装置。
3. 請求項２に記載の印刷装置において、
   前記検出手段は、前記ノズルの両端付近に一対配設されたセンサからなる印刷装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、
   前記塗布液供給ローラの表面と前記印刷版の表面との間隔を検出する第２検出手段と、
   前記第２検出手段による検出値に基づいて、前記塗布液供給ローラの表面と前記印刷版の表面との間隔を調整する第２調整機構と、
   を備える印刷装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の印刷装置において、
   前記印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を検出する第３検出手段と、
   前記第３検出手段による検出値に基づいて、前記印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を調整する第３調整機構と、
   を備える印刷装置。
6. 請求項５に記載の印刷装置において、
   前記移動手段は、前記基板を支持する搬送テーブルと、当該搬送テーブルを前記版胴の軸芯と垂直な方向に往復移動させるモータとを備え、
   前記第３調整機構は、前記搬送テーブルの表面と前記版胴との距離を調整する印刷装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の印刷装置において、
   前記塗布液はパターン形成用の材料である印刷装置。
   

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