JP4940816B2 - グラビア印刷方法およびグラビア印刷装置 - Google Patents

Description

本発明はグラビア印刷装置を用いたグラビア印刷方法、特にドクターブレードの摩耗を抑制する方法および装置に関するものである。

近年、様々な分野でグラビア印刷機が広く用いられるようになってきた。グラビア印刷機は、その周面に印刷パターンとなる多数の凹部を備えた版胴と、版胴の周面に印刷ペーストを供給するペースト供給部と、版胴の周面上にある余分な印刷ペーストを掻き取るためのドクターブレードとを備えている。版胴の回転方向の上流側にペースト供給部、その下流側にドクターブレードが配置され、被印刷シートへの印刷部はさらにその下流側に配置される。

ドクターブレードは版胴の周面に対して常に摺動している。ドクターブレードが版胴に対して一定位置で接触している場合には、凹部が形成されている印刷領域に接触する部分と、そうでない領域に接触する部分とでは、その摩耗量に違いが見られる。つまり、印刷領域に接触する部分の方が早く摩耗する。ドクターブレードとしての寿命は、摩耗量の多い部分に依存するため、ドクターブレードを頻繁に取り替えなければならないという問題がある。

特許文献１に示されているように、ドクターブレードを回転している版胴に当接させるとともに、ドクターブレード自体を版胴の幅方向に揺動させることで、常に同じ箇所に凹部が接触し続けないようにし、凹部によるドクターブレードの摩耗現象を分散させ、結果としてドクターブレードの寿命を延ばす技術が開示されている。この技術では、ドクターブレードの揺動時の折り返し位置を複数箇所に可変としており、特にドクターブレードの揺動幅を一定に保ったままでその揺動中心が蛇行するように、ドクターブレードを揺動させるものが開示されている。

図８は、特許文献１に示された揺動機構の一例である。複数の山部と谷部とを持つ多角形カム２０が設けられ、Ｏを中心に回転している。カム２０の外周面には連結ロッド２１が接触しており、連結ロッド２１の変位をドクターブレード２２に伝えている。ドクターブレード２２はスプリング２３によって連結ロッド２１方向に付勢されている。なお、２４は印刷機のフレームである。

図９，図１０は、特許文献１に示された揺動方式の一例を示す。図９はドクターブレードのある点における揺動軌跡Ｌ１とその揺動中心の軌跡Ｌ２とを示したものであり、ドクターブレードは、揺動幅を一定に保ったままでその揺動中心が蛇行している。この場合、図１０のように印刷領域Ｐの端部に相当するドクターブレードの部分では、１周期Ｓの間に印刷領域に長時間触れている区間Ｂと、長時間触れていない区間Ａとが交互に現れる。区間Ａでは印刷領域Ｐから外れている期間が長く、印刷ペーストの消費速度が遅くなるため、ペースト中の溶剤により得られているドクターブレード掻き取り時の潤滑性が悪くなる。この状態で、区間Ｂで印刷領域Ｐを通過すると、掻き取り性が悪く、滲みや引きずり等の印刷不良が起こり易くなる。さらに、潤滑性の悪い状態で印刷領域Ｐに触れるため、ドクターブレードの局部摩耗が発生しやすくなる。印刷領域の一方の縁部と他方の縁部では、上記Ａ，Ｂの現象が逆に表れ、区間Ａ＋Ｂの周期Ｓでこの状態が交互に発生する。このように折角ドクターブレードを揺動させて印刷領域に接触する箇所を分散させても、ドクターブレードの寿命向上の効果があまり得られないという問題があった。
特開２００２−２２５２１８号公報

そこで、本発明の目的は、ドクターブレードの摩耗を低減し、ドクターブレードの寿命向上を実現できるグラビア印刷方法およびグラビア印刷装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るグラビア印刷方法は、外周面に凹状の印刷パターンを持つ印刷領域が一定幅で形成され、一方向に回転される版胴と、版胴の外周面にペーストを供給するペースト供給部と、ペースト供給部より版胴の回転方向の下流側に配置され、版胴の外周面に当接して版胴の表面上にある余分なペーストを掻き取るとともに、版胴の幅方向に揺動可能に設けられたドクターブレードと、を備えたグラビア印刷装置を用いたグラビア印刷方法において、上記ドクターブレード上の所定の点における揺動軌跡は時間と共にその揺動幅が変化すると共に、上記揺動幅の中心を通る線が上記印刷領域の外側縁と略平行であることを特徴とする。

さらに、本発明に係るグラビア印刷装置は、外周面に凹状の印刷パターンを持つ印刷領域が一定幅で形成され、一方向に回転される版胴と、版胴の外周面にペーストを供給するペースト供給部と、ペースト供給部より版胴の回転方向の下流側に配置され、版胴の外周面に当接して版胴の表面上にある余分なペーストを掻き取るドクターブレードと、ドクターブレードを版胴の幅方向に揺動させるドクターブレード揺動機構と、を備えたグラビア印刷装置において、上記ドクターブレード揺動機構は、外周に複数の山部と谷部とを有し、互いに隣合う山部同士および谷部同士はその高さおよび深さが異なり、すべての山部および谷部において、互いに隣合う山部の頂部および谷部の底部の中点が描く軌跡が、回転軸を中心とする同一の円周上にある回転カムと、上記回転カムの外周に接触し、上記回転カムの回転に伴い変位して、その変位をドクターブレードに揺動方向の変位として伝達する連動手段と、を備えるものである。

本発明にかかるグラビア印刷方法は次のように実施される。ドクターブレードを回転している版胴に当接させるとともに、ドクターブレード自体を版胴の幅方向に揺動させることで、版胴の印刷パターンによるドクターブレードの摩耗現象を分散させる。従来の揺動方式は、ドクターブレードの揺動幅を一定に保ったままでその揺動中心が蛇行するように、ドクターブレードを揺動させるのに対し、本発明の揺動方式は、ドクターブレードの揺動幅を変化させながら、その揺動中心が蛇行せずに印刷領域の外側縁と略平行となるように、揺動させるものである。本発明において、印刷領域とは版胴の幅方向に一定幅で形成されており、印刷領域の中に１個ないし複数個の凹状の印刷パターンが含まれている。

従来の揺動方式の場合、印刷領域の端部に相当するドクターブレードの部分が印刷領域に長時間触れている状態と、長時間触れていない状態とが交互に現れるが、本発明では、ドクターブレードの揺動幅が一往復毎に変化し、かつ揺動中心が印刷領域の外側縁と略平行であるから、印刷領域に長時間触れている状態と長時間触れていない状態とが交互に現れることがない。そのため、印刷ペーストの消費速度の変動が抑えられ、ドクターブレード掻き取り時の潤滑性が悪くなるのを防止できる。その結果、滲みや引きずり等の印刷不良を防止できるとともに、ドクターブレードの局部摩耗が発生するのを防止できる。

好ましい実施の形態によれば、印刷領域は、複数の印刷パターンが版胴の幅方向に一定ピッチで配列されたものであり、上記ドクターブレードの上記揺動軌跡の一往復毎の頂点の幅方向変化量が、上記印刷パターンの版胴の幅方向ピッチの整数倍と異なるように設定されているのがよい。
ドクターブレードの摩耗が最も発生しやすいのは、揺動の折り返し点である。１つの折り返し点と次の折り返し点との幅方向の変化量が、印刷パターン（凹部）の幅方向ピッチの整数倍に等しい場合、ドクターブレードの同じ箇所が凹部のエッジで常に削られる現象が発生し、局部摩耗を発生させる可能性がある。これに対し、ドクターブレードの揺動軌跡の一往復毎の頂点の幅方向変化量が、凹部の幅方向ピッチの整数倍と異なる場合には、上記のような局部摩耗を防止でき、印刷不良を減らすことができる。

好ましい実施の形態によれば、ペーストは導電性粉末と樹脂バインダとを含む導体ペーストであり、印刷パターンとは積層型電子部品の内部導体パターンであるものがよい。
電子部品の内部導体パターンの形成に用いられる導体ペーストは、一般のグラビア印刷に用いられるインクに比べて粘度が高いため、ドクターブレードの僅かな摩耗でも掻き取り性能に大きな影響が出やすく、滲みや引きずり等の印刷不良が発生しやすい。本発明方法を用いることで、印刷不良の発生を抑制できる。

好ましい実施の形態によれば、ドクターブレードを版胴の幅方向に揺動させるドクターブレード揺動機構として、外周に複数の山部と谷部とを有し、互いに隣合う山部同士および谷部同士はその高さおよび深さが異なり、すべての山部および谷部において、互いに隣合う山部の頂部および谷部の底部の中点が描く軌跡が、回転軸を中心とする同一の円周上にある回転カムと、上記回転カムの外周に接触し、上記回転カムの回転に伴い変位して、その変位をドクターブレードに揺動方向の変位として伝達する連動手段と、を備えるものとすることができる。
この場合は、回転カムをモータ等によって一定速度で回転させることによって、上記印刷方法と同じ効果を得ることができる。

好ましい実施の形態によれば、印刷領域は、複数のパターンが版胴の幅方向に一定ピッチで配列されたものであり、回転カムの隣合う山部の回転中心からの距離の差および隣合う谷部の回転中心からの距離の差が、凹部の版胴の幅方向ピッチの整数倍と異なるように設定するのが望ましい。
この場合には、回転カムの形状を工夫することで、１往復毎の折り返し点の幅方向変化量が、印刷パターン（凹部）の幅方向ピッチの整数倍と異なるようにすることができ、ドクターブレードの同じ箇所が凹部のエッジで常に削られる現象を防止できる。

本発明によれば、ドクターブレードの揺動幅を一往復毎に変化させながら、その揺動中心が蛇行せずに印刷領域の外側縁と略平行となるように、ドクターブレードを揺動させるので、ドクターブレードが印刷領域に長時間触れている状態と長時間触れていない状態とが交互に現れることがない。そのため、印刷ペーストの消費速度の変動が抑えられ、ドクターブレード掻き取り時の潤滑性が悪化するのを防止できる。その結果、滲みや引きずり等の印刷不良を防止できるとともに、ドクターブレードの局部摩耗を防止できる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明にかかるグラビア印刷装置の一例を示す。
版胴１の外周面には凹状の印刷パターンを持つ印刷領域Ｐ（図２参照）が一定幅で形成され、図示しない駆動装置によって一方向に回転される。版胴１の外周部には、版胴１の外周面にペースト７を供給するペースト供給部２が設けられ、ペースト供給部２より版胴１の回転方向の下流側には、版胴１の表面上にある余分なペースト７を掻き取るドクターブレード３が配置されている。ドクターブレード３は、ドクターホルダ４によって保持されており、ドクターホルダ４は後述するドクターブレード揺動機構１０によって、版胴１の幅方向に揺動駆動される。ドクターブレード３の下流側には、被印刷シート６を版胴１に押しつける押えロール５が設けられ、版胴１の印刷パターンが被印刷シート６に転写される。この実施例では、ペースト供給部２としてディスペンサ方式の例を示したが、版胴１の一部をペースト槽に浸漬する方式や、版胴１の側面に設けるドクターチャンバー方式など、任意の方式を採用できる。

図２は、ドクターブレード３の版胴１に対して揺動した状態を示す。（ａ）はドクターブレード３が版胴１に対して中心位置にあるとき、（ｂ）は揺動の一方の折り返し点にあるとき、（ｃ）は揺動の他方の折り返し点にあるときを示す。図２に示すように、ドクターブレード３が最大限揺動しても、版胴１の印刷領域Ｐから外れることはない。

ドクターブレード揺動機構１０は、図３に示すように回転軸１２を中心として回転する回転カム１１と、支点１３ａを中心として揺動し、先端部に回転カム１１の外周に接触するカムフォロワ１３ｂを設けた連動アーム１３とを備えている。ドクターホルダ４はスプリング１４によって連動アーム１３に押しつけられている。回転カム１１が回転すると、連動アーム１３が揺動し、その変位がドクターホルダ４に揺動方向の変位として伝達される。なお、１５は印刷装置のフレームである。

回転カム１１は、図４に示すように外周に複数の山部１１ａ₁ 〜１１ａ₉ と谷部１１ｂ₁ 〜１１ｂ₁₀とを有し、互いに隣合う山部同士および谷部同士はその高さおよび深さが異なり、すべての山部および谷部において、互いに隣合う山部の頂部および谷部の底部の中点が描く軌跡Ｒが、回転軸１２を中心とする同一の円周上にある。詳しくは、回転中心Ｏからの距離が異なる複数の山１１ａ₁ 〜１１ａ₉ と回転中心Ｏからの距離が異なる複数の谷１１ｂ₁ 〜１１ｂ₁₀を備え、隣り合う谷と頂点の中点が、回転中心Ｏを中心とした円Ｒの周上に乗っている。

図５は版胴１の印刷領域Ｐと、印刷領域の縁部に相当するドクターブレード３の揺動軌跡との関係を示す。
上記形状のカム１１を使用することにより、ドクターブレード３の印刷領域Ｐの縁部に相当する点３ａにおける揺動軌跡Ｌ１は、時間とともに揺動幅（振幅）が変化し、揺動幅は回転カム１１が１回転（図５にＳで示す）する間に小→大→小と順次変化する。これに対し、揺動の中点の軌跡Ｌ２は、版胴１の印刷領域Ｐ（斜線で示す）に対して幅方向に変位しない。つまり、揺動の中点の軌跡Ｌ２は印刷領域Ｐの側縁と平行な直線となる。このようにドクターブレード３の揺動の折り返し位置が一定でないため、ドクターブレード３の局部磨耗がなくなり、印刷にじみ、引きずりの発生を防止できる。同時に、印刷領域Ｐの縁部でドクターブレード３は一往復中に必ず印刷領域Ｐと非印刷領域とにほぼ均等に接触するため、印刷領域Ｐの縁部でも常にペーストによる潤滑性が得られる。このため、先行技術の図１０で見られるような、印刷領域Ｐの縁部での潤滑性悪化による印刷不良（にじみ、引きずり等）の発生を防止できる。さらに、潤滑性悪化によるドクターブレードの局部磨耗、版胴の寿命の低下を防止することにも効果がある。

なお、図４に示すカム１１では、外周の一部に山部でも谷部でもない中間部１１ｃ（円Ｒの面）を設けた例を示したが、このような中間部が存在しない場合、つまり外周全てにわたって山部と谷部とを連続的に設けてもよい。さらに、図４では９個の山部と１０個の谷部とを有するカム１１の例を示したが、山部と谷部の個数は任意である。

図６は、版胴１の印刷領域Ｐに形成された印刷パターンの一例と、ドクターブレード３の揺動軌跡Ｌ１との関係を示したものである。この印刷パターンは、例えば積層コンデンサの電極パターンの例であり、使用されるペーストは導体ペーストである。印刷領域Ｐには、矩形状の印刷パターン（凹部）１６が版胴１の幅方向に等ピッチＰ１で配置されている。ドクターブレード３の揺動の折り返し位置が一往復毎に変化したときに、折り返し点の変化量Ｖが印刷図形１６の幅方向ピッチＰ１の整数倍にならないように、次式のように設定されている。
Ｖ≠ｎ×Ｐ１ （ｎ：１以上の整数）
なお、図６では、理解を容易にするため変化量Ｖが幅方向ピッチＰ１と近い例を示したが、印刷パターンが積層コンデンサの電極パターンの場合には、一般にピッチＰ１は変化量Ｖよりはるかに小さい。

上記のように、折り返し点の変化量Ｖが印刷図形１６の幅方向ピッチＰ１の整数倍にならないようにするため、回転カム１１の隣合う山部の頂部の回転中心Ｏからの距離および隣合う谷部の底部の回転中心Ｏからの距離が、印刷図形１６の幅方向ピッチＰ１の整数倍と異なるように設定されている。

ドクターブレード３の摩耗が最も発生しやすいのは、揺動の折り返し点である。現折り返し点と次の折り返し点との幅方向の変化量Ｖが、印刷図形１６の幅方向ピッチＰ１の整数倍に等しい場合、ドクターブレード３の同じ箇所が印刷図形１６のエッジで削られる現象が発生し、局部摩耗を発生させる可能性がある。これに対し、ドクターブレード３の揺動時の一往復毎の折り返し位置の変化量Ｖを印刷図形１６の幅方向ピッチＰ１の整数倍に等しくないように設定した場合には、上記のような局部摩耗を防止でき、印刷不良を減らすことができる。

図７は、版胴１の印刷領域Ｐに形成された印刷パターンの他の例と、ドクターブレード３の揺動軌跡Ｌ１との関係を示す。印刷領域Ｐには、矩形状の印刷パターン１７が版胴１の幅方向に等ピッチＰ１で配置されており、各印刷パターン１７は枠部１８と複数のセル１９とで構成されている。セル１９は幅方向に等ピッチＰ２で配置されている。なお、印刷パターン１７およびセル１９はそれぞれ版回転方向にも等ピッチで配置されている。ドクターブレード３の揺動の折り返し位置が一往復毎に変化したときに、折り返し点の変化量Ｖが印刷パターン１７の幅方向ピッチＰ１の整数倍にならないように、かつセル１９の幅方向ピッチＰ２の整数倍にならないように、次式のように設定されている。
Ｖ≠ｎ×Ｐ１ （ｎ：１以上の整数）
Ｖ≠ｍ×Ｐ２ （ｍ：１以上の整数）

このようにドクターブレード３の揺動変化量Ｖが印刷パターン１７の幅方向ピッチＰ１の整数倍にならず、かつセル１９のピッチＰ２の整数倍にもならないので、ドクターブレード３の同じ箇所が枠部１８やセル１９のエッジで削られる現象を防止でき、局部摩耗を抑制できる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々変更が可能である。
上記実施例では、回転カムを回転させることにより、連動アームを介してドクターブレードの揺動方向の変位へと伝達する例について説明したが、連動アームを省略し、ドクターホルダの端部にカムフォロワを取り付け、このカムフォロワを回転カムの周面に直接接触させてもよい。さらに、回転カムを用いる例に代えて、リンク機構やボールネジ機構のような他の手段を用いてドクターブレードの折り返し位置を変更してもよい。

本発明に係るグラビア印刷装置の一例の概略図である。 図１のグラビア印刷装置における版胴とドクターブレードの平面図である。 図１のグラビア印刷装置におけるドクターブレード揺動機構を示す図である。 回転カムの正面図である。 ドクターブレードとドクターブレードの揺動軌跡との関係を示す図である。 印刷パターンとドクターブレードの揺動軌跡との関係を示す図である。 印刷パターンとドクターブレードの揺動軌跡との関係の他の例を示す図である。 従来のドクターブレード揺動機構を示す図である。 従来のドクターブレードの揺動軌跡を示す図である。 従来のドクターブレードの揺動軌跡と印刷領域との関係を示す図である。

符号の説明

１ 版胴
２ ペースト供給部
３ ドクターブレード
４ ドクターホルダ
５ 押えロール
６ 被印刷シートル
１０ ドクターブレード揺動機構
１１ 回転カム
１２ 回転軸
１３ 連動アーム
１４ スプリング
１６ 印刷パターン
Ｐ 印刷領域
Ｌ１ 揺動軌跡
Ｌ２ 揺動の中点の軌跡

Claims (5)

1. 外周面に凹状の印刷パターンを持つ印刷領域が一定幅で形成され、一方向に回転される版胴と、版胴の外周面にペーストを供給するペースト供給部と、ペースト供給部より版胴の回転方向の下流側に配置され、版胴の外周面に当接して版胴の表面上にある余分なペーストを掻き取るとともに、版胴の幅方向に揺動可能に設けられたドクターブレードと、を備えたグラビア印刷装置を用いたグラビア印刷方法において、
   上記ドクターブレード上の所定の点における揺動軌跡は時間と共にその揺動幅が変化すると共に、上記揺動幅の中心を通る線が上記印刷領域の外側縁と略平行であることを特徴とするグラビア印刷方法。
2. 上記印刷領域は、複数の印刷パターンが版胴の幅方向に一定ピッチで配列されたものであり、
   上記ドクターブレードの上記揺動軌跡の一往復毎の頂点の幅方向変化量が、上記印刷パターンの版胴の幅方向ピッチの整数倍と異なるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のグラビア印刷方法。
3. 上記ペーストは導電性粉末と樹脂バインダとを含む導体ペーストであり、上記印刷パターンとは積層型電子部品の内部導体パターンであることを特徴とする請求項１または２に記載のグラビア印刷方法。
4. 外周面に凹状の印刷パターンを持つ印刷領域が一定幅で形成され、一方向に回転される版胴と、版胴の外周面にペーストを供給するペースト供給部と、ペースト供給部より版胴の回転方向の下流側に配置され、版胴の外周面に当接して版胴の表面上にある余分なペーストを掻き取るドクターブレードと、ドクターブレードを版胴の幅方向に揺動させるドクターブレード揺動機構と、を備えたグラビア印刷装置において、
   上記ドクターブレード揺動機構は、
   外周に複数の山部と谷部とを有し、互いに隣合う山部同士および谷部同士はその高さおよび深さが異なり、すべての山部および谷部において、互いに隣合う山部の頂部および谷部の底部の中点が描く軌跡が、回転軸を中心とする同一の円周上にある回転カムと、
   上記回転カムの外周に接触し、上記回転カムの回転に伴い変位して、その変位をドクターブレードに揺動方向の変位として伝達する連動手段と、を備えるグラビア印刷装置。
5. 上記印刷領域は、複数の印刷パターンが版胴の幅方向に一定ピッチで配列されたものであり、
   上記回転カムの隣合う山部の回転中心からの距離の差および隣合う谷部の回転中心からの距離の差が、上記凹部の版胴の幅方向ピッチの整数倍と異なるように設定されている請求項４に記載のグラビア印刷装置。

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