JP2016064590A - 凸版反転オフセット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体と版の間で発生する剥離放電による転写不良が発生しない凸版反転オフセット印刷装置を提供することを課題とする。
【解決手段】凸版反転オフセット印刷装置であって、インキをパターン化するための凸版と、前記凸版の凸部にインキを転写するための第一の中間転写体と、前記第一の中間転写体に均一にインキを形成するためのインキ供給部と、前記凸版の凸部に転写されパターン化されたインキを被印刷基材に転写するための第二の中間転写体と、を備えてなり、前記第一の中間転写体と第二の中間転写体は、各々支持胴に巻きつけられ、その軸方向の両端に導電部を備えており、前記導電部と前記支持胴は前記凸版反転オフセット印刷装置のアースを介して電気的に接続されていることを特徴とする凸版反転オフセット印刷装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、中間転写体を利用して被印刷基材にパターンを転写する凸版反転オフセット印刷装置に関する。

電子回路配線パターンや半導体関連の各種デバイス等の電極パターンは、極めて高い精度で形成することが要求される。従来、このような高精度な電極パターン等は、フォトリソグラフィー法により形成されていた。しかしながら、フォトリソグラフィー法はパターン形成のための露光装置や現像装置など必要な設備が多く、かつパターニングに要する工程が長くなってしまう問題があった。

また、別の方法としてはスクリーン印刷法が知られている。スクリーン印刷法によれば、フォトリソグラフィー法に比べて工程を簡略化することができるが、量産レベルで可能な細線は７５μｍ程度が限界であり、更に微細なパターン（例えば２０μｍ程度のラインパターン）を安定して繰返し形成することは困難である。

このような問題に鑑みて、近年、凹版オフセット印刷法が電極等の微細パターンの形成に用いられるようになっている。凹版オフセット印刷法による凸版反転オフセット印刷装置は、印刷パターンが形成された版と、この版の画線部分にインキを供給するドクターブレードと、版に接触しながら滑り無く回転しインキを受理するブランケットロールと、を備えている。このブランケットロールに受理されたインキを印刷ステージ上に置かれた被印刷基材の表面に転写することにより、所定の微細パターンを形成することができる。

この凹版オフセット印刷法は、印刷によってパターンを形成するため、フォトリソグラフィー法に比べて工程が単純であり、且つ必要な装置も少なく、さらにスクリーン印刷では難しかった２０μｍ以下の微細なパターンを安定して印刷できるという利点がある。

しかし、凹版オフセット印刷は以下に述べる問題点を有している。
（１）ドクタリング時に版にキズが入る、版の一部が欠ける、等により形成されるパターンに欠陥が発生する。または版に生じたキズにインキが充填され、余計なパターンが印刷されてしまう。
（２）ドクターが版をドクタリングする方向に平行な方向に発生するインキ充填不良のため、パターンが印刷されない部分が生じ、欠陥となる。
これらに対する解決手段としては、＜１＞版表面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ）等の硬質膜をつけ、ドクターによる版の損傷から保護する方法（例えば、特許文献１参照）や、＜２＞版またはドクターを傾け、ドクタリングする方向に平行なパターンをなくす方法（例えば、特許文献２参照）、等が挙げられる。

しかし、これらの解決手段は、根本的な解決になっていない、あるいは新たな問題を引き起こしてしまう。＜１＞に対しては、ドクタリングを行なうためキズは高い頻度で発生する可能性がある。一旦キズが入ってしまうと、キズをきっかけにさらにキズが広がってしまう、という問題がある。＜２＞に対しては、ドクタリングする方向に沿うパターンがなくなることから印刷形状は良化するものの、ドクタリングの方向と版が傾いているために、版もしくはドクターの移動範囲を狭く（短く）せざるを得ず、結果として得られる印刷物が小さくなってしまうという問題があり、更には、凹版オフセット印刷では、大きな面積を持つ凹版のパターンにおいて、ドクタリングの際にインキが凹版の凹部からかき取られてしまう問題や、印刷形状が版の凹部の状態に依存してしまうこと、パターン幅を細
くすると、凹版の凹部の深さを確保するのが難しくなる、などの問題があり、種々の改良が試みられて来たが、根本的な解決策は得られていないのが現状である。

更には、凹版オフセット印刷および凸版オフセット印刷などのオフセット印刷において、ブランケットロールなどの中間転写体が、版または被印刷基材に接触し剥離する時に発生する剥離放電により転写不良が発生したり、版や中間転写体に欠陥が発生する問題に対して、その対策を講じた凸版反転オフセット印刷装置や技術を開示した先行技術文献を見出す事はできなかった。

ＷＯ２０１２／１１１６３７ Ａ１号公報 特開２０１４−７３６５３号公報

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、中間転写体と版の間で発生する剥離放電による転写不良および版や中間転写体に欠陥が発生する問題が生じない凸版反転オフセット印刷装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、凸版反転オフセット印刷装置であって、
インキをパターン化するための凸版と、
前記凸版の凸部にインキを転写するための第一の中間転写体と、
前記第一の中間転写体に均一にインキを形成するためのインキ供給部と、
前記凸版の凸部に転写されパターン化されたインキを被印刷基材に転写するための第二の中間転写体と、を備えてなり、
前記第一の中間転写体と第二の中間転写体は、各々支持胴に巻きつけられ、その軸方向の両端に導電部を備えており、前記導電部と前記支持胴は前記反転オフセット凸版反転オフセット印刷装置のアースを介して電気的に接続されていることを特徴とする凸版反転オフセット印刷装置である。

また、請求項２に記載の発明は、前記第一の中間転写体と前記第二の中間転写体が同一である事を特徴とする請求項１に記載の凸版反転オフセット印刷装置である。

また、請求項３に記載の発明は、前記中間転写体が、ゴム硬度３０〜５０の範囲であるシリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１または２に記載の凸版反転オフセット印刷装置である。

また、請求項４に記載の発明は、前記中間転写体が温度調節機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の凸版反転オフセット印刷装置である。

また、請求項５に記載の発明は、前記凸版を載置する版台に温度調節機構を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の凸版反転オフセット印刷装置である。

中間転写体および版に導電部を設け、接地（アースとも言う。）することにより、中間転写体が版または被印刷基材に接触・剥離したときに発生する剥離放電を抑止することによりインキの転写不良および版や中間転写体における欠陥の発生を防ぐことが可能となる
。

本発明の凸版反転オフセット印刷装置の構成の一例を説明する概略断面図。 本発明の第一の中間転写体及び支持胴の一例を示す概略図。 本発明の第一の中間転写体へのインキ供給の状況の一例を説明する概略断面図であり、（Ａ）はインキ供給部から第一の中間転写体の表面にインキが塗布された中間的な状況を示しており、（Ｂ）はインキが塗布され終わった状況を示している。 本発明の凸版反転オフセット印刷装置において、版へのインキングの状況の一例を説明する概略断面図であり、（Ａ）は表面にインキが塗布された第一の中間転写体が、版にインキ供給し始めた状況を示しており、（Ｂ）は版へのインキ供給が完了した直後の状況を示している。 本発明の凸版反転オフセット印刷装置において、版に供給されたパターン化されたインキを、第二の中間転写体に転写する状況の一例を説明する概略断面図であり、（Ａ）は転写される直前の状況を示しており、（Ｂ）は転写され終わった直後の状況を示している。 本発明の凸版反転オフセット印刷装置において、インキパターンが転写された第二の中間転写体から被印刷基材にインキパターンが転写される状況の一例を説明する概略断面図であり、（Ａ）は転写が開始される直前の状況を示しており、（Ｂ）は転写が完了した直後の状況を示している。 本発明における実施例で使用するパターンの一例を示す俯瞰図。 本発明における実施例で使用するパターンの凸部にインキを転写した俯瞰図。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１に本発明の凸版反転オフセット印刷装置１の概略断面図を示す。２つの中間転写体を備えた凸版反転オフセット印刷装置１を例として示す。

凸版反転オフセット印刷装置１は第一の中間転写体４を支持する支持胴３及び、第二の中間転写体７を支持する支持胴６を備えている。第一の中間転写体４には、インキ供給部２からインキ５が供給され、図１のように第一の中間転写体４の全面に塗布されインキ５の層が形成される。

インキ供給部２は固定されており、インキ供給部２からインキ５を吐出させ、第一の中間転写体４が回転することにより、第一の中間転写体４の表面にインキ５が均一に塗布される。また、インキ供給部２は可動機構に備えられていても構わない。例えば第一の中間転写体４の円周方向に沿ってインキを吐出しながらインキ供給部２が回るようにしていても良い。

インキ供給部２のインキ供給方法としては例えば、スロットダイ、インクジェットなど定量を塗出して塗布する方法や、インキを満たした器の上で回転させてインキを中間転写体に塗布し、余剰分をドクターで掻き取る方法などが使用できる。

図示しないが支持胴３及び支持胴６は、回転する機構及び上下左右に移動する機構を備えている。インキ供給部２から供給されるインキを受けながら回転することで、支持胴３に設けられた第一の中間転写体４の全面にインキ５が均一に塗布される。一方、支持胴６は版９から受け取ったパターン化されたインキを、被印刷基材１１に、回転しながら転写する。

第一の中間転写体４及び第二の中間転写体７は、インキ供給部２及び版９からインキが
供給されたり、転写されたりした際に、インキに含有される溶剤を吸収する材質で構成されている。また、同時に表面エネルギーの低い材料から構成されている。例えばシリコーンゴムがそのようなものである。これらの中間転写体にインキがのった状態でインキの溶剤を吸収することでインキの凝集力が上がり、さらに表面エネルギーを転写先より低くすることで、中間転写体の表面にインキを残すことなく、転写先に転写することが出来る。

中間転写体に使用するシリコーンゴムは、ＪＩＳで定められたゴムの硬さが３０〜５０の範囲であるものを使用できる。硬さが３０未満だと、転写時にブランケットゴムが過剰に変形してしまい、パターン寸法の狂いが生じ易く、硬さが５０を超えていると、インキ溶剤の吸収キャパシティが低く、すぐに飽和して、インキの凝集力不足に陥ってしまう。

また、第一の中間転写体４と第二の中間転写体７のシリコーンゴムは硬さが異なっていても構わない。第一の中間転写体４のゴムの硬さは、第二の中間転写体７のゴムの硬さより大きいことが好ましい。ここで、ゴムの硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠したタイプＡのデュロメータ（米国Ｓｈｏｒｅ社の登録商標）で測定した値を指す。

次に、図２に第一の中間転写体４の拡大図を示す。支持胴３に巻きつけられた第一の中間転写体４は、その軸方向の両端に導電部１２を備えている。図２に示したように、導電部１２と支持胴３は凸版反転オフセット印刷装置のアースを介して電気的に接続されている。このため、第一の中間転写体４の帯電を防止することが可能となり、静電気によるインキの飛び散りや版に形成されたパターンの局所的な放電による破壊などによる欠陥の発生を防ぐことが出来る。または支持胴３と導電部１２は電気的に接続され、それらのいずれか、または両方が凸版反転オフセット印刷装置のアースに接続されている。これらのことは第二の中間転写体についても同様である。

導電部１２の抵抗値や導電材の材質は特に限定されるものではない。銀ペーストを塗布して硬化させたものでも良いし、スパッタなどによって成膜してもよい。または、中間転写体の中に導電材を混合させて、中間転写体そのものを導体化してもよい。

また、図示していないが、中間転写体の支持胴に温度調節機構を設けてもよい。中間転写体を加熱することで、中間転写体上のインキを温め溶剤の放散速度を上げることが可能となる。また、インキを転写した後に中間転写体を加熱することで、中間転写体が吸収した溶剤の放出を促進することもできる。

図１に示すように、版９は版台８上に設置される。版台８は、回転および被印刷基材１１が載置される基材台１０の方向に直進可能な機構を備え、さらに版９を固定するための図示していない吸着孔を備えており、吸着孔から吸引することにより版９を吸着し固定することが可能となっている。版台８の材質は特に限定されるのもではないが、表面が平滑で温度による変形が少ない花崗岩製の定盤を好適に使用することができるが、これに限定するものではなく、表面の平滑性や熱膨張率が花崗岩製の定盤と同等あるいはそれより優れているものであれば、使用することができる。

また、図示しないが、版台８は温度調節機構を備えている。載置した版９を加温ないしは冷却するためのもので、版台８全体の温度を調節することにより版９の温度を調節する。版９の加温により、インキの溶剤分を揮発させ、より凝集力を上げる、あるいは凝集力を上げるまでの時間を短縮することが出来る。

また、図示しないが、版台８は凸版反転オフセット印刷装置１にアースできる構造になっている。

また、図示しないが、凸版反転オフセット印刷装置１には１つ以上ビデオカメラを設置してもよい。ビデオカメラは、版９及び被印刷基材１１の間を移動可能な機構を備え、版９のパターンを被印刷基材１１上のパターンに重ねて印刷する場合の位置合せ機構に位置情報を提供する装置として使用できる。

また、図示しないが、凸版反転オフセット印刷装置１に可動式・回転式の清掃ロールを設けても構わない。清掃ロールは表面に粘着性を備えたものが好ましく、このロールを用いて、版９や第一の中間転写体４、第二の中間転写体７を清掃することが出来る。清掃ロールに限定する必要は無く、版９や第一の中間転写体４、第二の中間転写体７を清掃することが出来る機構であれば使用することができる。

版９には形成したいパターンが凸部として形成されている。インキ５が供給された第一の中間転写体４を版９に接触させながら、滑らないように回転させ、版９の面に沿って移動させることによって、版９の凸部の頭頂部にインキ５を転写し、パターン化されたインキ５を形成することができる。また、版９に形成されたパターンは任意の形状で良い。例えば、図７に示すような、メッシュ状のパターンにすることも出来る。

版９の材質は特に限定されるものではない。材質としてはソーダライムガラス、石英ガラスなどのガラス、銅めっきやニッケル電鋳などの金属、樹脂などが使用できる。またパターンの作製も、ウェットエッチング、電解めっきや無電解めっきによるパターンめっき、レーザー彫刻等手段を選ばず使用できる。

また、図示しないが版９は導電部を備えている。導電部を設ける部位は版９のどこでも構わないが、版台８からアースへ落とすことを考え、電気的に接続しやすい部位を導電部とするのが好ましい。もちろん、銅めっきやニッケル等の金属製や帯電した電荷を逃がすことが可能な導電性を持つ材料からなる版においては新たに導電部を設ける必要はない。

次に、図３に本発明の第一の中間転写体４へのインキ供給の状況の一例を説明する概略断面図を示す。図３（Ａ）はインキ供給部２から第一の中間転写体４の表面にインキ５が塗布された中間的な状況を示しており、（Ｂ）はインキが塗布され終わった状況を示している。

次に、図４に、第一の中間転写体４から版９へインキ５を転写するときの模式図を示す。図４（Ａ）において、インキ５がその表面に塗布された第一の中間転写体４が版９の凸部の頭頂部に接しながら滑り無く版９上を版９面に沿って進行することにより、凸部の頭頂部へのインキ５の転写を完了させる工程の開始時点の状況を示している。第一の中間転写体４は表面エネルギーが低いため、版９の凸部の頭頂部に接触したときに、インキ５が第一の中間転写体４から引き剥がれ、凸部に転写される。このようにして版９の凸部の頭頂部にインキ５が転写され、図４（Ｂ）に示したように、版全体に亘ってインキ５の転写が終了し、この工程が完了する。

このように、通常の凹版オフセット印刷と違って、凸版反転オフセット印刷ではドクタリングを行なわないため、ドクタリング時に版にキズが入るとか、版のパターンの一部が欠けてしまう、という現象は発生しない。さらに、ドクターがインキをかきとってしまうことが無いため、凹版オフセット印刷では困難だった、面積の大きなベタ部分の印刷を安定的に実施することが可能である。

また、基材台１０も版台９と同様に、回転および直進可能な機構を備えておくことが望ましい。（図１参照）

被印刷基材１１の材質は特に限定されるものではない。ガラス、プラスチックフィルム、金属板、等の材質に限定されず、また被印刷基材１１上に別途パターンが印刷された状態であっても構わない。

次に、本発明の凸版反転オフセット印刷装置における印刷動作について説明する。
工程１：インキ供給部２より、第一の中間転写体４の全面にインキ５を供給し、インキ層を均一に塗布する。（図３参照）
工程２：第一の中間転写体４上のインキを版９に接触させて、第一の中間転写体４を滑り無く回転させながら版面に沿って転がすことにより、第一の中間転写体４上のインキを版９の凸部の頭頂部に転写する。（図４参照）
工程３：第二の中間転写体７を版９に接触させて滑り無く回転させながら、版面に沿って転がすことにより、版９の凸部の頭頂部に転写されたパターン化されたインキ５を第二の中間転写体７へ転写する。（図５参照）
工程４：第二の中間転写体７に転写されたパターン化されたインキ５を被印刷基材１１の表面に接触させて、第二の中間転写体７を滑り無く回転させながら被印刷基材１１の面に沿って転がすことにより、パターン化されたインキ５を被印刷基材１１へ転写する。（図６参照）

前記の工程１〜４は、被印刷基材１１にインキパターンを形成する主工程であるが、本発明の凸版反転オフセット印刷装置の動作としては、工程２の後に第一の中間転写体４に残留しているインキを除去し清浄化した後、表面層の溶剤分を乾燥して第一の中間転写体４の初期状態を回復する工程２−１、工程３の後に版９の表面の洗浄、乾燥を行う工程３−１、工程４の後に第二の中間転写体７に残留しているインキや異物を除去し清浄化した後、残留している表面層の溶剤分を乾燥して第二の中間転写体７の初期状態を回復する工程４−１、が実施されることにより、連続して主工程である工程１〜４を実施することができる。

本発明の凸版反転オフセット印刷装置１では、上記の工程２において第一の中間転写体４の表面に均一に塗布されていたインキ５が、第一の中間転写体４から版９の凸部の頭頂部に転写される時、および工程３において版９の凸部の頭頂部に転写されたインキ５が第二の中間転写体７に転写される時、および第二の中間転写体７に転写されたインキ５が被印刷基材１１に転写される時、に剥離放電が起こることは無い。それは、第一の中間転写体４と版９と第二の中間転写体７とが、凸版反転オフセット印刷装置１のアースに接続されていることにより、それらに帯電した電荷の除去がなされるようになり、版９と中間転写体との間での剥離放電が起らなくなるためである。また、被印刷基材１１を載置する基材台１０も凸版反転オフセット印刷装置１のアースに接続されていることが望ましい。こうすることにより、第二の中間転写体７から被印刷基材１１にインキが転写する場合にも剥離放電が抑制されるため、インキパターンにおける欠陥発生を抑制できるためである。

なお、以上の説明は、中間転写体が２つである場合を例として説明したが、中間転写体が１つであっても同じことを実施することができる。これは第一の中間転写体４が第二の中間転写体７を兼ねることによって可能となる。

次に、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこの実施例に限られるものではない。
ゴム硬度４３のシリコーンゴムを支持胴に巻きつけて第一の中間転写体とし、第一の中間転写体を回転させながら、スリットダイコートにより銀ペーストを第一の中間転写体全面に一様に塗布した。

次いで、第一の中間転写体を、図７（一部のみ図示している）で示したようなタッチパネルのメッシュパターンを凸部に持つガラス版の上を滑り無く転がすことによって、図８に示すように凸部に銀ペーストを転写した。

次に、ゴム硬度３０のシリコーンゴムを支持胴に巻きつけて第二の中間転写体とし、第二の中間転写体を版の凸部に接触させて滑り無く転がすことにより、版の凸部の銀ペーストを第二の中間転写体に転写した。第二の中間転写体をあらかじめ予熱しておき、転写されたインキの溶剤蒸発を加速させた。

その後、第二の中間転写体上にある銀ペーストパターンを、厚み５０μｍのＰＥＴフィルム上に転写し、タッチパネルのメッシュパターンを得た。

本発明は、線幅２０μｍ以下のパターンの印刷と大面積のパターンを同時に含むタッチパネルやプラズマディスプレイ等に使用できる。

１ 凸版反転オフセット印刷装置
２ インキ供給部
３ 支持胴
４ 第一の中間転写体
５ インキ
６ 支持胴
７ 第二の中間転写体
８ 版台
９ 版
１０ 基材台
１１ 被印刷基材
１２ 導電部
１３ アース

Claims (5)

1. 凸版反転オフセット印刷装置であって、
   インキをパターン化するための凸版と、
   前記凸版の凸部にインキを転写するための第一の中間転写体と、
   前記第一の中間転写体に均一にインキを形成するためのインキ供給部と、
   前記凸版の凸部に転写されパターン化されたインキを被印刷基材に転写するための第二の中間転写体と、を備えてなり、
   前記第一の中間転写体と第二の中間転写体は、各々支持胴に巻きつけられ、その軸方向の両端に導電部を備えており、前記導電部と前記支持胴は前記凸版反転オフセット印刷装置のアースを介して電気的に接続されていることを特徴とする凸版反転オフセット印刷装置。
2. 前記第一の中間転写体と前記第二の中間転写体が同一である事を特徴とする請求項１に記載の凸版反転オフセット印刷装置。
3. 前記中間転写体が、ゴム硬度３０〜５０の範囲であるシリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１または２に記載の凸版反転オフセット印刷装置。
4. 前記中間転写体が温度調節機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の凸版反転オフセット印刷装置。
5. 前記凸版を載置する版台に温度調節機構を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の凸版反転オフセット印刷装置。

Images