JP4192003B2 - 印刷装置，印刷方法及び液晶表示機器の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置などの機器の製造に用いられる印刷装置，印刷方法及び液晶表示機器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキソ印刷は、刷版に柔軟で弾性を有する凸版を使い、有機溶剤系の蒸発乾燥型インキを使用して印刷する方式であり、この文献には、フレキソ印刷装置の各種応用例が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、フレキソ印刷装置を液晶表示機器の製造に適用した例としては、第１母基板に形成された反射電極や配線上に保護膜を形成するのに、また、この保護膜や配線，接続端子上に配向膜を印刷するのにフレキソ印刷装置が用いる例がある。このようにして印刷処理された第１母基板では、液晶封入予定領域を囲むようにシールが形成され、同様にして透明電極や配向膜が形成された第２母基板が、このシールを介して、第１母基板と貼り合わされることにより、液晶の母パネルが形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
「フレキソ印刷総覧」（株）加工技術研究会発行 ２０００年１１月
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−０９１９１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フレキソ印刷は、上記のように、従来、液晶表示機器の配向膜のような薄膜の印刷に用いられることが多いが、液晶表示機器の上記シールのような厚膜の印刷に適用する場合には、被印刷体への印刷材料（インク）の充分な転写量が得られないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、液晶表示機器のシールのような厚膜の印刷に際しても、かすれや欠けの発生が少ない均一な転写膜厚の印刷を可能とした印刷装置，印刷方法及び液晶表示機器の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、転写パターンが形成された凸版が取り付けられて回転する版胴と、インクを凸版に転写するアニロックスロールと、アニロックスロール上でインクを均一な厚さにするための平滑化手段と、被印刷体を搭載する印刷テーブルと、印刷テーブルと版胴との間の位置決め機構とを備え、凸版の表面温度を印刷テーブルに搭載された被印刷体の表面温度より高くし、かつアニロックスロールの表面温度を凸版の表面温度よりも高くするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００１０】
図１は本発明による印刷装置の一実施形態を示す概略側面図であって、１は版胴、１０１は温度制御用ヒータ、２はフレキソ版、３は被印刷体、４はアニロックスロール、４０１は温度制御用ヒータ、５はディスペンサノズル、６はドクターブレード、７は印刷テーブル、７０１は温度制御用ヒータ、８はＸＹＺθ（直交３軸とＺ軸回りの回転）位置決め機構、９は直動軸受、１０はガイドレール、１１はカメラ、１２，１３は回転軸である。なお、ここでは、フレキソ印刷を例として説明するが、他の凸版印刷についても同様である。
【００１１】
同図において、いま、紙面上左右方向をＸ軸方向，上下方向をＺ軸方向とし、紙面に垂直な方向をＹ軸方向とする。円筒状をなす版胴１はＹ軸方向の回転軸１２に回転可能に取り付けられており、この版胴１の表面に、印刷テーブル７上に搭載された被印刷体３に転写する印刷パターンが形成された凸版、ここでは、フレキソ版２が取り付けられている。また、Ｙ軸方向の回転軸１３には、版胴１上のフレキソ版２と接触可能に回転するように、円筒状をなすアニロックスロール４が回転可能に取り付けられている。このアニロックスロール４の上方には、ディスペンサノズル５がＹ軸方向に（即ち、アニロックスロール４の表面に沿って）往復移動可能に設けられており、この往復移動しながらアニロックスロール４の表面にペースト（インク）を滴下する。これにより、アニロックスロール４の表面にインクが付着するが、ディスペンサノズル５によるこのインクの滴下位置と版胴１に接触する位置との間に設けられている平滑化手段としてのドクターブレード６により、アニロックスロール４の表面に滴下されたインクが掻き取られて平滑化され、アニロックスロール４の表面の版胴１に接触する部分では、インクが均一な所定の厚さの膜に形成されている。かかる状態で、アニロックスロール４の表面から版胴１のフレキソ版２にインクが転写される。なお、平滑化手段としては、ドクターロールなどの他の手段を用いることもできる。
【００１２】
ここで、版胴１内には、その表面近くに温度制御用ヒータ１０１が設けられ、また、アニロックスロール４内にも、その表面近くに温度制御用ヒータ４０１が設けられており、版胴１やアニロックスロール４の表面温度を高めることができるようにしている。
【００１３】
被印刷体３を搭載した印刷テーブル７は、位置決め機構８に載置されており、これにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に位置決め可能となっており、さらに、Ｚ軸の周りのθ方向にも位置決め可能となっている。この位置決め機構８により、被印刷体３の姿勢を調整することができる。また、位置決め機構８は、直動軸受９を介して、Ｘ軸方向に版胴１の下側を通って伸延したガイドレール１０に連結されており、テーブル７に搭載された被印刷体３をＹ軸方向に移動させることができるようにしている。
【００１４】
この印刷テーブル７の内部には、その被印刷体３の載置面近くに温度制御用ヒータ７０１が設けられており、これにより、この載置面を、従って、これに載置された被印刷体３の温度を高めることができるようにしている。
【００１５】
さらに、印刷テーブル７の上方には、印刷テーブル７に載置された被印刷体３に設けられている位置合わせマークを撮像するためのビデオカメラ１１が設けられている。このカメラ１１は、カメラ駆動機構（図示せず）により、Ｘ，Ｙの２軸方向に移動可能な構成となっている。カメラ１１によって撮像された画像信号は画像処理装置（図示せず）に送られ、この画像処理装置で処理されて被印刷体３の位置と姿勢が検出される。その検出情報は制御装置（図示せず）に送られ、位置決め機構８を制御して被印刷体３の位置や姿勢の調整がなされる。
【００１６】
次に、かかる印刷装置の本発明による印刷方法の一実施形態の動作について説明する。
【００１７】
図１は印刷開始前の状態を示すものである。
【００１８】
同図において、被印刷体３が搬送されてきて印刷テーブル７に搭載される。このときには、図示しない制御装置によって位置決め機構８が制御されることにより、印刷テーブル７が初期位置，初期姿勢に設定されている（なお、この初期位置，初期姿勢は、上記Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ軸の座標系において、位置Ｘ＝Ｙ＝Ｚ＝０、角度θ＝０゜の状態をいう）。カメラ１１が被印刷体３に設けられている位置合わせマークを撮像し、その撮像した画像信号を図示しない画像処理装置に画像信号を送る。この画像処理装置は、この画像信号を解析処理することにより、印刷テーブル７上での被印刷体３の位置と姿勢のずれ量を認識し、そのずれ量に応じた補正量の補正信号を図示しない制御装置に送る。この制御装置は、この補正信号に応じて位置決め機構８を制御し、位置Ｘ，Ｙ，Ｚや角度θを調整することにより、上記のずれ量が０となるように、被印刷体３の位置と姿勢を補正する。なお、被印刷体３のかかる位置，姿勢の補正が終了するまでに、フレキソ版２には、アニロックスロール４からインクが転写されている。
【００１９】
図２は被印刷体３の上記補正が終了してから印刷テーブル７が版胴１の方に（即ち、Ｘ軸方向に）移動を開始するまでの動作を示す図である。
【００２０】
同図において、被印刷体３の位置，姿勢の補正が終了すると、制御部が位置決め機構８を制御することにより、被印刷体３が印刷されるための高さ位置に設定されるように、印刷テーブル７がＺ軸方向に移動（即ち、上昇）し、これとともに、印刷テーブル７は、版胴１に取り付けられたフレキソ版２の回転位相及び周速と同期した位置及び速度で、ガイドレール１０に沿い、Ｘ軸方向に移動する。
【００２１】
そして、図３に示すように、被印刷体３が印刷される位置に達すると、位置決め機構８が印刷テーブル７をＺ軸方向に押し上げて被印刷体３を版胴１のフレキソ版２に押し付けるように作用することにより、被印刷体３がフレキソ版２と適当な印圧を受けつつ接触しながら移動し、これと同期して版胴１が回転することにより、フレキソ版２上のインクが被印刷体３に転写される。このとき、アニロックスロール４は、版胴１の表面から離れている。従って、版胴１の表面のフレキソ版２が設けられている部分以外の部分には、インクが転写されない。
【００２２】
なお、ここでは、印刷テーブル７の位置決め機構８によって被印刷体３とフレキソ版２との間に印圧を与えるようにしているが、その代りに、被印刷体３が接触しないときには、版胴１とアニロックスロール４とが正規の高さ位置よりも低い位置にあり、上記の印刷時には、接触する被印刷体３によって持ち上げられて上方に移動し、これに伴って版胴１とアニロックスロール４とから被印刷体３に印圧を与えるようにしてもよい。
【００２３】
印刷が終了して図４に示す状態となると、図５に示すように、被印刷体３が印刷テーブル７から搬出され、さらに、印刷テーブル７は下降し、ガイドレール１０に沿って逆方向に図１に位置まで復帰移動する。なお、図４，図５で示す状態では、版胴１とアニロックスロール４とが離れている。
【００２４】
図６は図１〜図５でのフレキソ版２の一具体例を示すものであって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の分断線Ａ−Ａに沿う断面図であって、２０１は転写パターンである。
【００２５】
図６（ａ），（ｂ）において、フレキソ版２は弾性体からなるものであって、それに転写パターン２０１が凸版として形成されている。この転写パターン２０１にアニロックスロール４（図１〜図５）が圧接することにより、この転写パターン２０１上にインクが転写され、図３に示す状態でこのインクが被印刷体３に転写される。
【００２６】
ところで、上記のように、フレキソ印刷装置は、従来、主に薄膜印刷に用いられてきており、液晶表示機器のフラットパネルのシール印刷のような厚膜印刷に用いると、充分な転写量が得にくいという問題があった。
【００２７】
この実施形態では、この問題を解決するために、図１〜図５に示すように、アニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７に夫々温度制御用ヒータ４０１，１０１，７０１を内蔵し、上記の被印刷体３への印刷を行なうときには、これら温度制御用ヒータ４０１，１０１，７０１を動作させて、アニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７の表面、従って、インクの温度を高めるようにした温度調整機構を備えたものである。
【００２８】
これは、インクは、温度に応じた粘度の関係から、高温側から低温側への転写は容易であるが、その逆は転写しにくいという性質を利用するものであって、このために、この実施形態では、
Ｔ４＞Ｔ１＞Ｔ７ ……（１）
となるように、温度制御用ヒータ４０１，１０１，７０１を制御する。ここで、
Ｔ４：アニロックスロール４の表面温度
Ｔ１：版胴１（即ち、フレキソ版２）の表面温度
Ｔ７：印刷テーブル７の表面温度
である。
【００２９】
インクは温度が低いほど粘度が高まるため、アニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７夫々の表面温度を上記式（１）のように調整することにより、相対的に表面温度が高い方のアニロックスロール４から表面温度が低い方のフレキソ版２へインクの転写が確実に行なわれ、また、相対的に表面温度が高い方のフレキソ版２から表面温度が低い方の被印刷体３へインクの転写が確実に行われる。従って、この実施形態では、厚膜印刷であっても、インクの所望の転写量を得ることが可能となる。
【００３０】
かかる印刷方法を用いた本発明による液晶表示機器の製造方法の一実施形態では、上記被印刷体３としてのフラットパネルに上記インクとしてのかかるフラットパネル用のシール材を印刷してシールを形成するものであるが、シール材を所望とする転写量でこのフラットパネルに転写できて、均一な厚さで所望とする厚膜印刷が良好に可能である。
【００３１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態にのみ限定されるものではない。
【００３２】
例えば、アニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７において、それらの表面近くに温度制御用ヒータ４０１，１０１，７０１を配置するものとしたが、これに限るものではなく、これらの表面を効率的に加熱できるものであれば、これらアニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７内にどのように配置してもよい。
【００３３】
また、アニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７の全てに温度制御用ヒータを配置するものとしたが、上記式（１）を満足するものであれば、これに限るものではない。
【００３４】
即ち、例えば、これらアニロックスロール４，版胴１及び印刷テーブル７が同じ温度の環境内にある場合には、印刷テーブル７の温度制御用ヒータ７０１を省くようにしてもよいし、さらに、アニロックスロール４の表面が温度制御用ヒータ４０１によって加熱されることにより、版胴１の表面もある程度加熱され、これらアニロックスロール４と版胴１との表面温度の関係が上記式（１）を満たすものであれば、アニロックスロール４のみに温度制御用ヒータを設けるようにしてもよい。
【００３５】
また、アニロックスロール４に滴下されるインクが加熱されていて充分低い粘度を有している場合には、版胴１と印刷テーブル７との間の表面温度が上記式（１）を満足するようにさせるために、版胴１のみに温度制御用ヒータを設けるようにしてもよい。
【００３６】
さらに、アニロックスロール４において、内蔵の温度制御用ヒータ４０１の代わりに、その表面に温度制御用面ヒータを設けるようにしてもよい。
【００３７】
さらにまた、アニロックスロール４や版胴１の周囲を囲い（勿論、版胴１から被印刷体３への印刷に支障を来さないように囲う）、この囲いの中に温風を吹き込むことにより、これらアニロックスロール４や版胴１を、上記式（１）を満足させるように、加熱するようにしてもよい。
【００３８】
さらにまた、以上夫々のアニロックスロール４や版胴１の加熱方法に対し、印刷テーブル７に、温度制御用ヒータ７０１の代わりに、冷却手段を設けて冷却するようにし、上記式（１）を満足させるようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、厚膜印刷でも、インクの所望の転写量を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による印刷装置，印刷方法及び液晶表示機器の製造方法の一実施形態の印刷準備の状態を示す構成図である。
【図２】図１に示す実施形態の図１に続く印刷準備完了から印刷動作を始めるまでの状態を説明する図である。
【図３】図１に示す実施形態の図２に続く印刷動作を説明する図である。
【図４】図１に示す実施形態の図３に続く印刷終了の状態を示す図である。
【図５】図１に示す実施形態の図４に続く図１に示す状態に復帰する動作を説明する図である。
【図６】図１〜図５におけるフレキソ版の一具体例を示す図である。
【符号の説明】
１ 版胴
２ フレキソ版
３ 被印刷体
４ アニロックスロール
５ ディスペンサノズル
６ ドクターブレード
７ 印刷テーブル
８ 位置決め機構
９ 直動軸受
１０ ガイドレール
１１ カメラ
１２，１３ 回転軸
１０１，４０１，７０１ 温度制御用ヒータ
２０１ 印刷パターン

Claims (7)

1. 転写パターンが形成された凸版が取り付けられて回転する版胴と、インクを該凸版に転写するアニロックスロールと、該アニロックスロール上で該インクを均一な厚さにするための平滑化手段と、被印刷体を搭載する印刷テーブルと、該印刷テーブルと該版胴との間の位置決め機構とを備えた印刷装置において、
   該凸版の表面温度を該印刷テーブルに搭載された該被印刷体の表面温度よりも高くし、かつ該アニロックスロールの表面温度を該凸版の表面温度よりも高くするための温度調整機構を有することを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１において、
   前記温度調整機構として、少なくとも前記アニロックスロールを加熱する加熱手段を設け、
   該凸版の表面温度を該印刷テーブルに搭載された該被印刷体の表面温度よりも高くし、かつ該アニロックスロールの表面温度を該凸版の表面温度よりも高くすることを特徴とする印刷装置。
3. 転写パターンが形成された凸版が取り付けられて回転する版胴と、インクを該凸版に転写するアニロックスロールと、該アニロックスロール上で該インクを均一な厚さにするための平滑化手段と、被印刷体を搭載する印刷テーブルと、該印刷テーブルと該版胴の間の位置決め機構とを備えた印刷装置において、
   該アニロックスロールに加熱された低粘度の該インクが滴下され、
   温度調整機構として、該版胴のみ加熱する加熱手段を設け、該凸版の表面温度を、該アニロックスロールの表面温度よりも低く、かつ該印刷テーブルに搭載された該被印刷体の表面温度よりも高くすることを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１，２または３において、
   前記印刷テーブルを冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする印刷装置。
5. 請求項１，２，３または４において、
   前記インクは、表示機器のフラットパネル用のシール材であることを特徴とする印刷装置。
6. 転写パターンが形成された凸版が取り付けられて回転する版胴と、インクを該凸版に転写するアニロックスロールと、該アニロックスロール上で該インクを均一な厚さにするための平滑化手段と、被印刷体を搭載する印刷テーブルと、該印刷テーブルと該版胴との間の位置決め機構とを備えた印刷装置を用いた印刷方法において、
   該凸版の表面温度を該印刷テーブルに搭載された該被印刷体の表面温度よりも高くし、かつ該アニロックスロールの表面温度を該凸版の表面温度よりも高くした状態で、該凸版に形成されている該転写パターンを該被印刷体に印刷することを特徴とする印刷方法。
7. 印刷する前記インクをフラットパネル用のシール材としたことを特徴とする請求項６に記載の印刷方法を用いた液晶表示機器の製造方法。

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