JP4645194B2 - 印刷方法および印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶ディスプレイ用カラーフィルタや有機ＥＬディスプレイなどの電子ディスプレイ用画素パターンを始めとする高精細な画像を印刷にて形成する方法とその装置に関するものである。

従来より、高精細画像を高精度に形成する手段が各種検討されている。中でも高精細、高品質の画像パターンが印刷方法により安定して実現できれば、一般に短かい工程でコストダウンが図れるため、高精細の印刷方法による画像パターンの形成に対する期待が大きくなってきている。
この印刷方法での高精細画像パターンの形成方法として、凹版形式に代表されるオフセット印刷が有力な提案とされているが、転写用のブランケット胴のブランケットへのインキの溶剤の染み込みによりブランケットに膨潤が生じ、これがインキ転移性の変動と表面変形を引き起こし、高品質な印刷物の実現を妨げることがある。
この改善の例として、特許文献１に記載される、転写用ブランケット胴のブランケット表面に対して乾燥を行なう乾燥機構を持つ印刷方法があり、また、他の具体的な提案としては、特許文献２に記載される加熱気体、冷却気体を吹付けるようにしたもの、及び加熱ロールと冷却ロールとを併用したブランケット乾燥機がある。
特開昭６２−１１９０９１号公報 特開平０４−０５９２５３号公報

上述した乾燥機構や加熱・冷却を行なうブランケット乾燥機をブランケットの表面に対して作用させることは、ブランケットの膨潤を安定的に保って印刷品質を安定させる上で有効であるが、印刷面積、引いてはブランケット面積の大型化、インキの種類の多様化に対応しつつ高精度な印刷を繰り返して行なう印刷装置を得るためには、ブランケットの表面状態の更なる高度な制御が必要となる。

一方、高精細画像形成方法として他の印刷方法も提案されている。これは上記オフセット印刷と同様にブランケットを用いるものであるが、インキを転移して行く動きが異なり、反転印刷と呼ばれている。この反転印刷は、最初に、ブランケットの有効面全面にインキを塗布する段階があり、その次に、該塗布面に所定の形状で形成された凸版である除去版に押圧してその除去版の凸部にインキを転写除去する段階、最後にブランケット上に残っているインキを被印刷基板に転写してその被印刷基板にパターンを形成する段階とからなるう方法である。この反転印刷は、インキの塗布状態とインキの転移状態とを独立して制御できるため、インキ膜厚の均一性が良いこと、糸引き現象が発生しない良好な転移を低印圧で実現できることなどのために、高精細で歪みの少ない画像を形成する上で有利な方法である。
そこで、ブランケット表面に対して乾燥手法を作用させることを、上記反転印刷法のブランケットにいかにして適用するかが課題とされている。即ち、反転印刷法では印刷版から予めパターン形成された状態のインキを受け取るのではなく、ブランケットの有効面全面にインキを塗布した後、そのインキを半乾燥状態にしてから、除去版の凸部にインキを転写除去するものであり、一般的にシリコーンゴムであるブラケットの表面からインキの溶剤成分がブランケット中に浸透し、ブランケット全体が徐々に膨潤し始めると、溶剤成分の種類によってはブランケットの厚さ変動が大きく、ブランケット表面物性（インキ濡れ性や剥離転写性）の変動とも相俟って、印刷形状の変化が大きくなる。よって、ブランケット有効面全面にインキの溶剤成分が繰り返し染み込むことでブランケットが膨潤する傾向となる状態を、この反転印刷の印刷工程が繰り返される中でどのようにしてブランケットを乾燥させて回避するかが課題とされる。

本発明は上記課題を考慮してなされたもので、ブランケットの全面に膜厚を均一にしてインキが供給されたブランケット胴を、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に押圧して、ブランケットから前記ネガパターンで前記インキを分離し、被印刷基板に前記ブランケットに残った前記インキを転移してパターンを形成する印刷工程を繰り返す印刷方法であって、
前記ブランケットの厚さ変動を電気特性値、音波、接触式膜厚計の何れか一つの方法により計測する計測手段と、ブランケットに浸透したインキの溶剤をブランケットから強制的に放散させる溶剤放散動作をするとともに、ブランケット全面に供給された前記インキの塗膜に対して乾燥作用を施す乾燥手段とを有して、前記印刷工程ごとに、インキの溶剤が浸透したブランケットの膨潤によるブランケットの厚さ変動を前記計測手段で計測し、印刷工程ごとの計測厚さ変動の積算値がゼロに近似するように前記乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとを制御し、前記計測手段と前記乾燥手段は、前記ブランケット胴の軸方向に複数の前記計測手段と前記乾燥手段との組を配し、各組ごとの乾燥手段を独立して制御することを特徴とする印刷方法を提供して、上記課題を解消するものである。

本発明において、上記乾燥手段はブランケット胴の近傍に設置され、回転移動するブランケットに対応位置していることが良好である。
また、本発明において、上記計測手段と乾燥手段とが接続されて、印刷工程ごとに前記計測手段が計測した計測厚さ変動の積算値がゼロ以下のときは前記乾燥手段の溶剤放散動作を停止にし、積算値がゼロより大きいときには乾燥手段の溶剤放散動作を稼働にする制御ユニットを備え、一回の印刷工程が終了するごとに、積算値に基づいて前記制御ユニットが乾燥手段の停止と稼働の大きさとを制御することが良好である。
また、本発明において、ブランケットに供給したインキを上記乾燥手段で乾燥させるものとすることが可能である。
また、本発明において、上記印刷工程が、ブランケットへインキを全面塗工するインキ供給段階と、前記インキ供給段階の後に、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に前記ブランケットを押圧して分離することで、ブランケットからネガパターンでインキを除去する転写除去段階と、転写除去段階の後に、ブランケットを被印刷基板に押圧し分離してブランケットから被印刷基板にパターンを転写する転写段階とからなるものであることが可能である。

さらにもう一つの発明は、ブランケットの全面に膜厚を均一にしてインキが供給されたブランケット胴を、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に押圧して、ブランケットから前記ネガパターンで前記インキを分離し、被印刷基板に前記ブランケットに残った前記インキを転移してパターンを形成する印刷工程を繰り返す印刷装置であって、
前記ブランケットの厚さ変動を電気特性値、音波、接触式膜厚計の何れか一つの方法により計測する計測手段と、ブランケットに浸透したインキの溶剤をブランケットから強制的に放散させる溶剤放散動作をするとともに、ブランケット全面に供給された前記インキの塗膜に対して乾燥作用を施す乾燥手段と、前記印刷工程ごとに、インキの溶剤が浸透したブランケットの膨潤によるブランケットの厚さ変動を前記計測手段で計測させ、印刷工程ごとの計測厚さ変動の積算値がゼロに近似するように前記乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとを制御する制御ユニットと、を備え、前記計測手段と前記乾燥手段は、前記ブランケット胴の軸方向に複数の前記計測手段と前記乾燥手段との組を配し、各組ごとの乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働とを独立して行なわれる構成としたことを特徴とする印刷装置であり、この印刷装置を提供して上記課題を解消するものである。

上記発明において、上記乾燥手段はブランケット胴の近傍に設置され、回転移動するブランケットに対応位置していることが良好である。
また、上記発明において、上記制御ユニットに上記計測手段と乾燥手段とが接続されて、印刷工程ごとに前記計測手段が計測した計測厚さ変動の積算値がゼロ以下のときは前記乾燥手段の溶剤放散動作を停止にし、積算値がゼロより大きいときには乾燥手段の溶剤放散動作を稼働にして、一回の印刷工程が終了するごとに、積算値に基づいて乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとを制御する構成とすることが可能である。
また、上記発明において、ブランケットに供給したインキを上記乾燥手段で乾燥させることが可能である。
また、上記発明において、上記印刷工程が、ブランケットへインキを全面塗工するインキ供給段階と、前記インキ供給段階の後に、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に前記ブランケットを押圧して分離することで、ブランケットからネガパターンでインキを除去する転写除去段階と、転写除去段階の後に、ブランケットを被印刷基板に押圧し分離してブランケットから被印刷基板にパターンを転写する転写段階とからなるものとすることが可能である。

（方法）
請求項１の発明によれば、ブランケットの膨潤状態を乾燥により一定に保たれ、繰り返し行われるいずれの印刷工程でもブランケットの性状が一定になり、このブランケットを介した転写段階を含む印刷において、被印刷基板に対しての多種多様なインキによる繰り返しの再現性が良く、高精度で印刷することが可能となる。そして、ブランケットの厚さ変動が正確に計測できるようになる。さらに、ブランケットが大型のものであってもそのブランケットの面内均一性が高精度にして得られるようになる。
請求項２の発明によれば、ブランケット側が回転移動するので乾燥手段の構造を簡易なものとすることができる。
請求項３の発明によれば、被印刷基板に対してのインキを用いたパターンの繰り返しの再現性がより良好になり、高精度で被印刷基板に印刷することができる。
請求項４の発明によれば、印刷工程に要する時間を短くすることができ、よって、被印刷基板に対する印刷効率が向上する。
請求項５の発明によれば、反転印刷法を用いるのでより高精度の画像を被印刷基板に形成することができるようになる。

（装置）
請求項６の発明によれば、ブランケットの膨潤状態を乾燥により一定に保たれ、繰り返し行われるいずれの印刷工程でもブランケットの性状が一定になり、このブランケットを介した転写段階を含む印刷において、被印刷基板に対しての多種多様なインキによる繰り返しの再現性が良く、高精度で印刷することが可能となる。そして、ブランケットの厚さ変動が正確に計測できるようになる。さらに、ブランケットが大型のものであってもそのブランケットの面内均一性が高精度にして得られるようになる。
請求項７の発明によれば、ブランケット側が回転移動するので乾燥手段の構造を簡易なものとすることができる。
請求項８の発明によれば、被印刷基板に対してのインキを用いたパターンの繰り返しの再現性がより良好になり、高精度で被印刷基板に印刷することができる。
請求項９の発明によれば、印刷工程に要する時間を短くすることができ、よって、被印刷基板に対する印刷効率が向上する。
請求項１０の発明によれば、反転印刷法を用いるのでより高精度の画像を被印刷基板に形成することができるようになる。

つぎに本発明を図に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の印刷装置１の構成を模式的に示しているもので、反転印刷法を行なう印刷装置１を示している。この印刷装置１は架台２にブランケット胴３が印刷方向に沿って移動可能にして支持されているとともに、架台２には除去版４と被印刷基板５とが配置されていて、ブランケット胴３が回転移動して除去版４、被印刷基板５の順に対応するように設けられているものである。そして、この印刷装置１では、ブランケット胴３が架台２の一端側に設定されている待機位置６にあるときに、インキ供給手段７からブランケット胴３の周面にあるブランケット８にインキの供給が行われてブランケット８の全面に膜厚均一にしてインキの塗工が行われ、供給したインキを半乾燥状態にした後、前記ブランケット胴３のブランケット８が、被印刷基板５に形成するパターンのネガパターンとした凸部を有する凹版の前記除去版４に押圧し、ブランケット胴３の回転移動でブランケット８上のインキが分離することで除去版４の凸部にインキを前記ネガパターンで転移させてそのブランケット８上に残されたインキからなるパターンを形成し、そして、ブランケット胴３が被印刷基板５に達してブランケット８をその被印刷基板５に押圧し、ブランケット胴３の回転移動でブランケット８上に残されたインキが剥離することで被印刷基板５にインキを転写してパターンが形成されるようにしている。被印刷基板５への転写が終了したブランケット胴３は待機位置に戻り、再びインキ供給手段７からインキの供給を受ける。また、除去版４の凸部に転移したインキは図示しない清浄機構にて取り除かれる。

上述したように印刷装置１は、ブランケット８へインキを全面塗工するインキ供給段階、前記インキ供給段階の後に上記除去版４でブランケット８からネガパターンでインキを転写除去する転写除去段階、この転写除去段階の後に、ブランケット８を被印刷基板５に押圧しインキを剥離して被印刷基板５にパターンを転写する転写段階を一サイクルとする印刷工程が行われ、この印刷工程が繰り返し行われるものとしている。
なお、図示の例では一つの除去版を配置しているが、各種のパターンのネガパターンで凸部を有する複数の除去版を並べるように配置し、インキ供給を受けたブランケットに対して第一の除去版で転写除去を行なってから被印刷基板への転写を行ない、つぎにインキ供給を受けてから第二の除去版で転写除去を行なってから被印刷基板への転写を行なうように、除去版を変えながら被印刷基板への転写を行なう構成とすれば、各種のパターンを一枚の被印刷基板に重ねるように形成できるようになる。

そしてこの印刷装置１においては、図１に示すように、上記待機位置で回転可能にして位置しているときのブランケット胴３に近接配置される計測手段９と乾燥手段１０とを備えているものである。前記計測手段９はブランケット胴３が定位置回転することで回転移動するブランケット８に非接触にしてブランケット８の厚さ変動を計測する後述の機器からなるものであり、乾燥手段１０はブランケット胴３が定位置回転することで回転移動するブランケット８に温風を吹き付ける送風機構を有してなるものである。
前記計測手段９と乾燥手段１０とはブランケット胴３が上記印刷工程の最終段階である被印刷基板への転写が終了して待機位置に戻ってきたときにそれぞれが動作するように設けられているものであり、一印刷工程ごとにこれら計測手段９と乾燥手段１０が動作するものである。

上記計測手段９はブランケット胴３の半径方向でのブランケット表面位置をとらえ、前計測した時のブランケット表面位置と比較してその変化をブランケットの厚さ変動として検出する。そして印刷工程ごとに得られたブランケットの厚さ変動を積算した積算値を、この計測手段９に接続された制御ユニット１１に送出するようにしている。また、制御ユニット１１には上記乾燥手段１０も接続されている。制御ユニット１１では、温風を吹き付けてブランケット８に浸透したインキの溶剤をブランケット８から強制的に放散させるこの乾燥手段１０の溶剤放散動作の停止と稼働とを制御しており、計測手段９が計測した計測厚さ変動の前記積算値がゼロ以下のときは乾燥手段１０の溶剤放散動作を停止にし、積算値がゼロより大きいときには乾燥手段１０の溶剤放散動作を稼働にするように制御する。積算値に基づく判定に応じた乾燥手段１０の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとの制御はインキ供給が開始されるまで行われる。

インキの溶剤のブランケットへの浸透性および脱出容易性には溶剤の種類により大きな差がある。使用するインキの中で溶剤種の配合比と溶剤の絶対量、およびブランケットとの接触時間など、個々のケースに応じて膨潤の大きさは変わるので、使用するインキの溶剤に応じた乾燥手段１０の乾燥能力は、上記制御ユニット１１での制御が行ない易くなるように実際の印刷条件ごとに設定すればよい。

本印刷装置１において、上記計測手段９と乾燥手段１０とこれらが接続されている制御ユニット１１とは一つの組として構成されており、この組がブランケット胴３の軸方向に二組にして配置されている。この計測手段９と乾燥手段１０と制御ユニット１１とからなる二組は互いに独立しているものであり、制御ユニット１１それぞれがこの制御ユニット１１に接続される乾燥手段１０の溶剤放散動作を制御する。
なお、計測手段９と乾燥手段１０と制御ユニット１１との組を実施の形態では二組としており、ブランケット８が大面積であってもブランケット厚さを全面的に均一で正常な厚さにする上で有利であるが、勿論、三組以上であってもよい。
また、上記乾燥手段１０による乾燥作用を、供給されたインキの塗膜に対して作用させていて、このようにすることでブランケット上のインキ塗膜が半乾燥状態になってからそのブランケットを上記除去版に押圧させるまでの時間を短縮することが可能となる。
また、乾燥手段１０の溶剤放散動作の稼働の大きさの制御は熱量調整や風量調整、吸引圧調整などを行なうもので、乾燥手段１０の機構に基づくものであり、実施の形態に限定されるものである。
また、上記計測手段は接触式膜厚計としたり、或いは音波、或いはＩＲ（赤外線吸収）、或いは電気特性値（抵抗率、誘電率など）を利用した測定機器を利用することが可能である。

（実施例）
反転印刷機において、ブランケットを装着し、印刷工程をインキ供給段階、転写除去段階、転写段階からなるものとし、この印刷工程を繰り返し行なった。
このとき、各印刷工程ごとにブランケット表面位置の測定から、ブランケット厚さの変動を得て、その変動が２０〜３０μｍになるように乾燥手段を制御した。乾燥手段は一印刷工程当たり３０秒において、約５μｍのブランケット乾燥能力を有するものとした。具体的には一定の乾燥を行なった後にブランケット胴の厚さによる変動を計測し、乾燥が足りない場合に乾燥手段による乾燥を追加した。
上記印刷工程を行なったところ、５回連続印刷したところで、ブランケットの膨潤が３０μｍに達し、乾燥工程に入った。さらに引き続き印刷を続け、３００回までブランケットの許容外となる膨潤を抑制することができた。その結果、パターニングも良好に実施することができた。

（比較例１）
上記乾燥処理を行なわずに、印刷を続けたところ、７回連続印刷を行なったところでブランケット上のインキの半乾燥状態が不十分な状態（ｗｅｔ状態）となり、印刷適正が著しく劣った。
（比較例２）
上記乾燥処理を行なわずに、乾燥に要する時間だけ放置（自然乾燥）させる方法を取ったところ、７回連続印刷したところで、ｗｅｔ状態となり、印刷品質が著しく悪くなり、それ以降の印刷はブランケットが乾燥するまで不可能となった。

本発明に係る印刷装置の一例を示す説明図である。

符号の説明

１…印刷装置
２…架台
３…ブランケット胴
４…除去版
５…被印刷基板
６…待機位置
７…インキ供給手段
８…ブランケット
９…計測手段
１０…乾燥手段
１１…制御ユニット

Claims (10)

1. ブランケットの全面に膜厚を均一にしてインキが供給されたブランケット胴を、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に押圧して、ブランケットから前記ネガパターンで前記インキを分離し、被印刷基板に前記ブランケットに残った前記インキを転移してパターンを形成する印刷工程を繰り返す印刷方法であって、
   前記ブランケットの厚さ変動を電気特性値、音波、接触式膜厚計の何れか一つの方法により計測する計測手段と、ブランケットに浸透したインキの溶剤をブランケットから強制的に放散させる溶剤放散動作をするとともに、ブランケット全面に供給された前記インキの塗膜に対して乾燥作用を施す乾燥手段とを有して、
   前記印刷工程ごとに、インキの溶剤が浸透したブランケットの膨潤によるブランケットの厚さ変動を前記計測手段で計測し、印刷工程ごとの計測厚さ変動の積算値がゼロに近似するように前記乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとを制御し、前記計測手段と前記乾燥手段は、前記ブランケット胴の軸方向に複数の前記計測手段と前記乾燥手段との組を配し、各組ごとの乾燥手段を独立して制御することを特徴とする印刷方法。
2. 上記乾燥手段はブランケット胴の近傍に設置され、回転移動するブランケットに対応位置している請求項１に記載の印刷方法。
3. 上記計測手段と乾燥手段とが接続されて、印刷工程ごとに前記計測手段が計測した計測厚さ変動の積算値がゼロ以下のときは前記乾燥手段の溶剤放散動作を停止にし、積算値がゼロより大きいときには乾燥手段の溶剤放散動作を稼働にする制御ユニットを備え、一回の印刷工程が終了するごとに、積算値に基づいて前記制御ユニットが乾燥手段の停止と稼働の大きさとを制御する請求項１または２に記載の印刷方法。
4. ブランケットに供給したインキを上記乾燥手段で乾燥させる請求項１から３の何れか一項に記載の印刷方法。
5. 上記印刷工程が、ブランケットへインキを全面塗工するインキ供給段階と、前記インキ供給段階の後に、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に前記ブランケットを押圧して分離することで、ブランケットからネガパターンでインキを除去する転写除去段階と、転写除去段階の後に、ブランケットを被印刷基板に押圧し分離してブランケットから被印刷基板にパターンを転写する転写段階とからなるものである請求項１から４の何れか一項に記載の印刷方法。
6. ブランケットの全面に膜厚を均一にしてインキが供給されたブランケット胴を、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に押圧して、ブランケットから前記ネガパターンで前記インキを分離し、被印刷基板に前記ブランケットに残った前記インキを転移してパターンを形成する印刷工程を繰り返す印刷装置であって、
   前記ブランケットの厚さ変動を電気特性値、音波、接触式膜厚計の何れか一つの方法により計測する計測手段と、ブランケットに浸透したインキの溶剤をブランケットから強制的に放散させる溶剤放散動作をするとともに、ブランケット全面に供給された前記インキの塗膜に対して乾燥作用を施す乾燥手段と、前記印刷工程ごとに、インキの溶剤が浸透したブランケットの膨潤によるブランケットの厚さ変動を前記計測手段で計測させ、印刷工程ごとの計測厚さ変動の積算値がゼロに近似するように前記乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとを制御する制御ユニットと、を備え、前記計測手段と前記乾燥手段は、前記ブランケット胴の軸方向に複数の前記計測手段と前記乾燥手段との組を配し、各組ごとの乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働とを独立して行なわれる構成としたことを特徴とする印刷装置。
7. 上記乾燥手段はブランケット胴の近傍に設置され、回転移動するブランケットに対応位置している請求項６に記載の印刷装置。
8. 上記制御ユニットに上記計測手段と乾燥手段とが接続されて、印刷工程ごとに前記計測手段が計測した計測厚さ変動の積算値がゼロ以下のときは前記乾燥手段の溶剤放散動作を停止にし、積算値がゼロより大きいときには乾燥手段の溶剤放散動作を稼働にして、一回の印刷工程が終了するごとに、積算値に基づいて乾燥手段の溶剤放散動作の停止と稼働の大きさとを制御する構成とした請求項６または７に記載の印刷装置。
9. ブランケットに供給したインキを上記乾燥手段で乾燥させる請求項６から８の何れか一項に記載の印刷装置。
10. 上記印刷工程が、ブランケットへインキを全面塗工するインキ供給段階と、前記インキ供給段階の後に、凸部を被印刷基板に形成するパターンのネガパターンにした除去版に前記ブランケットを押圧して分離することで、ブランケットからネガパターンでインキを除去する転写除去段階と、転写除去段階の後に、ブランケットを被印刷基板に押圧し分離してブランケットから被印刷基板にパターンを転写する転写段階とからなるものである請求項６から９の何れか一項に記載の印刷装置。

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