JP6164513B2

JP6164513B2 - 版胴

Info

Publication number: JP6164513B2
Application number: JP2013001196A
Authority: JP
Inventors: 原正登榊; 井浩次新; 村祐行西; 田満飯
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: JP2014133313A

Description

本発明は、表面に印刷パターンが形成された円筒状の版胴に関する。

インキを効率良く被印刷体に印刷する方法として、ロール・ツー・ロール方式が用いられている。ロール・ツー・ロール方式においては、表面に印刷パターンが形成された円筒状の版胴にインキが供給される。版胴の印刷パターンに供給されたインキは、直接的に、若しくはブランケットロールなどのオフセットロールを介して、被印刷体に転写される。

従来、版胴の印刷パターンは金属から構成されている。例えば、銅などの金属材料から構成されたシリンダーをウェットエッチングして表面に凹凸パターンなどを形成し、その後にシリンダーの表面をクロムなどでめっきすることによって、表面に凹凸パターンなどの印刷パターンが形成された版胴を作製することが一般に行われている。しかしながら、ウェットエッチング法には、凹凸パターンの凹部のアスペクト比を高くすることが困難であるという、微細パターンを形成する上での課題が存在する。また一般に、版胴の製造コストが高くなってしまう。このような課題を解決するため、例えば特許文献１，２において、金属材料から構成されたシリンダーの表面に合成樹脂シートを巻きつけ、この合成樹脂シートに、レーザー加工などを利用して凹凸パターンなどの印刷パターンを形成することが提案されている。

１つの版胴によって大量の被印刷体に対してインキを転写するためには、版胴の印刷パターンが十分な強度を有することが求められる。また近年、印刷が様々な用途において利用されており、これに伴って、版胴の印刷パターンの加工精度やアスペクト比に対する要求も高度化している。従って、版胴の表面を構成する材料には、十分な強度だけでなく、所望の印刷パターンを精密に形成するための加工性も求められる。しかしながら、例えば特許文献１，２に記載のような従来の版胴では、これらの要求に対して十分に答えることができなかった。

そこで、例えば特許文献３において、ガラス材料の表面に凹凸パターンなどの印刷パターンを形成することによって得られる印刷版を、シリンダーの外周面に巻き付けて接合することによって、版胴を構成することが提案されている。

特開平２−１３９２３８号公報特開２００５−２３８６３７号公報特開２０１２−２４９７９号公報

特許文献３においては、ガラス材料からなる印刷版が、接着剤によってシリンダーの外周面に接合されている。この場合、印刷版を交換するためには、シリンダーの外周面から接着剤を剥離させる必要がある。従って、特許文献３に記載の版胴には、印刷版の交換が困難であるという課題が存在している。また特許文献３に記載の版胴において、接着剤は、シリンダーの外周面と印刷版の内周面との間にのみ存在している。従って、印刷版をシリンダーに巻き付ける方向における、印刷版の両端の間には、接着剤が存在しない隙間が形成されていると考えられる。この場合、印刷版の印刷パターンにインキを充填する際に、ドクターブレードが隙間にひっかかり、この結果、ドクターブレードがインキを掻きもらしてしまうことがあると考えられる。

本発明は、このような課題を効果的に解決し得る版胴を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダーと、前記シリンダーに巻き付けられ、その表面に印刷パターンが形成され、少なくとも前記印刷パターンが形成されている部分がガラスから構成されている、印刷版と、を備え、前記印刷版をシリンダーに巻きつける方向における、前記印刷版の両端の間に、充填材料が配置されている、版胴である。

本発明による版胴において、前記印刷パターンは、インキが充填される凹部を含んでいてもよい。

本発明によれば、印刷版の交換が容易な版胴を提供することができる。また、本発明の版胴を用いた印刷方法によれば、インクの掻きもらしを低減させることができる。

図１は、本発明の実施の形態における印刷装置を示す図。図２は、図１に示す印刷装置の版胴を拡大して示す図。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、図２に示す版胴を作製する方法の一例を示す図。図４は、本発明の実施の形態による印刷方法を用いて製造された導電性基材を示す断面図。

以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態について説明する。はじめに、本実施の形態に係る印刷装置１０について、図１を参照して説明する。

（印刷装置）
図１示すように、印刷装置１０は、表面に印刷パターン２３が形成された円筒状の版胴２０と、版胴２０の印刷パターン２３にインキ３５を供給する供給機構１２と、を備えている。供給機構１２は例えば、インキ３５を収容するインキパン１２ａと、ドクターブレード１２ｂとを有している。また印刷装置１０は、版胴２０の印刷パターン２３に付着しているインキ３５を受け取るブランケット胴１４と、被印刷体３０を搬送する圧胴１６と、をさらに備えている。

（版胴）
次に図２を参照して、版胴２０についてさらに説明する。図２に示すように、版胴２０は、円筒状のシリンダー２１と、シリンダー２１に巻き付けられた印刷版２２と、を備えている。印刷版２２の長さは、シリンダー２１の円周長さよりも短くなっており、このため印刷版２２をシリンダー２１に巻きつける方向Ａにおける印刷版２２の両端Ｘ，Ｙの間には、隙間２７が存在している。この隙間２７には、充填材料２８が配置されており、これによって隙間２７が埋められている。印刷版２２の表面には印刷パターン２３が形成されている。印刷パターン２３の具体的な構造は、求められる印刷特性に応じて適宜定められる。例えば印刷パターン２３は、インキが塗布される凸部を含む凸版印刷用のパターンであってもよく、または、インキが充填される凹部を含む凹版印刷用のパターンであってもよい。上述したような版胴２０は、シリンダー２１に対して印刷版２２を、接着剤や粘着剤で固定するものではなく、シリンダー２１と印刷版２２の間に生じる摩擦力で固定するものである。従って、上述したような版胴２０の印刷版２２を交換する際には、接着剤や粘着剤を剥がす工程が不要であり、このため製造コストを低減することができる。本実施の形態においては、印刷パターン２３が、インキ３５が充填される凹部２４を含む場合について説明する。

シリンダー２１を構成する材料としては、鉄やアルミニウムなど、印刷装置用の版胴において一般に用いられる材料が用いられる。一方、印刷版２２のうち少なくとも印刷パターン２３が形成されている部分はガラスから構成されている。印刷版２２を構成するガラスとしては、シリンダー２１に巻き付けられ得る程度の可撓性を有するとともに、高い耐久性を有するフレキシブルガラスが用いられる。このようなフレキシブルガラスとしては、例えば、コーニング社製のCorning Willow Glassを挙げることができる。印刷版２２に形成される凹部２４の形状は、印刷物の用途に応じて適宜定められる。本実施の形態によれば、印刷版２２をガラスから構成することにより、印刷版が樹脂などの柔軟な材料から構成される場合に比べて、凹部２４の形状を精密に作り込むことができる。

上述の充填材料２８は、印刷版２２をシリンダーに巻きつける方向Ａの印刷版２２の両端Ｘ，Ｙの間の隙間２７に充填されるものである。充填材料２８が存在することにより、印刷版２２の両端Ｘ，Ｙの間の隙間２７を滑らかに接続することができる。充填材料２８を構成する材料は、ガラス、樹脂、金属等、特に限定されないが、印刷版２２と同じ材料を用いることが好ましい。印刷版２２と同じ材料を用いることにより、印刷版２２に印刷パターン２３を形成するときに、充填材料２８も印刷版２２と同じ条件でパターニングできるからである。

ところで、後述するように、複数の導電性配線が形成された導電性基材を印刷装置１０を用いて作製する場合、導電性配線の抵抗を小さくするために、導電性配線の厚みが大きいことが好ましい。この場合、凹部２４の深さｄが例えば５μｍ〜３０μｍの範囲内に設定されていてもよい。印刷版２２の厚みは、このような深さを有する凹部２４を形成することができ、かつ、シリンダー２１に巻き付けられ得るように適宜設定される。

（インキ）
版胴２０に供給されるインキ３５は、印刷物の用途に応じて適宜選択される。例えば、導電性基材を印刷装置１０を用いて作製する場合、インキ３５として、金属などの導電性材料から構成された導電性粉末を含む金属分散液が用いられる。またインキ３５として、導電性粉末がバインダー樹脂内に分散されたインキが用いられてもよい。また、冊子などの一般的な印刷物を印刷装置１０を用いて作製する場合、インキ３５として、着色顔料を含む一般的なインキが用いられる。インキ３５の流動性を確保するため、溶剤が含まれていてもよい。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用および効果について説明する。はじめに、版胴２０を作製する方法の一例について、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

（版胴の作製方法）
はじめに図３（ａ）に示すように、フレキシブルガラスなどのガラス基材２５を準備する。次に図３（ｂ）に示すように、印刷パターン２３に対応したパターンでガラス基材２５上にマスク２６を設ける。その後、反応性イオンエッチング法等の加工法を用いてガラス基材２５を加工する。これによって、図３（ｃ）に示すように、ガラス基材２５のうちマスク２６によって覆われていない部分に凹部２４が形成される。このようにして、表面に複数の凹部２４が形成された印刷版２２を作製することができる。

次に、図３（ｄ）に示すように、印刷版２２をシリンダー２１に巻き付ける。このようにして、ガラスから構成された印刷版２２を備えた版胴２０を作製することができる。なお印刷版２２の長さがシリンダー２１の円周長さよりも短く、このためシリンダー２１に巻き付けられた印刷版２２の両端Ｘ，Ｙの間の継ぎ目部分に隙間２７が形成される場合、図３（ｅ）に示すように、隙間２７を充填材料２８によって埋めてもよい。印刷版２２の継ぎ目を滑らかに接続することができる限りにおいて、充填材料２８の種類が特に限られることはない。例えば充填材料２８として、ガラスや、溶剤に対する耐性を有する樹脂材料などが用いられる。

（印刷方法）
次に、得られた版胴２０を用いて被印刷体３０にインキ３５を印刷する方法について説明する。はじめに図１に示すように、供給機構１２を用いて版胴２０にインキ３５を供給する供給工程を実施する。具体的には、はじめに、インキパン１２ａに収容されているインキ３５を版胴２０の表面に接触させる。これによって、版胴２０の凹部２４内にインキ３５が充填されるとともに、版胴２０の表面にもインキ３５が付着する。次にドクターブレード１２ｂを用いて、版胴２０に供給されたインキ３５のうち版胴２０の表面に付着しているインキ３５を掻きとる。ここで本実施の形態によれば、上述のように、印刷版２２の両端Ｘ，Ｙの間の隙間２７には充填材料２８が配置されている。このため、ドクターブレード１２ｂが印刷版２２の両端Ｘ，Ｙの間の隙間２７に引っかかることを抑制することができ、このことにより、ドクターブレード１２ｂがインキ３５を掻きもらすことを低減することができる。

次に、版胴２０のインキ３５を被印刷体３０に転写する転写工程を実施する。具体的には、はじめに、版胴２０をブランケット胴１４に接触させる。これによって、版胴２０の凹部２４に充填されているインキ３５がブランケット胴１４側に転移される。次に、ブランケット胴１４上のインキ３５を、圧胴１６によって搬送されている被印刷体３０に接触させる。このようにして、版胴２０の印刷パターン２３に対応したパターンで被印刷体３０にインキ３５が転写される。

（導電性基材）
図４は、上述の印刷方法を用いて製造した印刷物の一例として、導電性基材４０を示す図である。導電性基材４０は、被印刷体３０と、被印刷体３０上に形成された導電性配線４１と、を有している。導電性配線４１は、導電性材料を含むインキ３５を被印刷体３０上に転写することによって得られるものである。ここで本実施の形態によれば、上述のように、版胴２０の印刷版２２がガラスから構成されている。このため、精密に調整された形状を有する導電性配線４１を得ることができる。

次に、本実施の形態の効果を、比較の形態と比較することによってさらに説明する。ここでは、第１の比較の形態として、版胴の印刷版が樹脂材料から構成されている形態を考える。

一般に、樹脂材料の強度および硬度は、ガラスに比べて小さい。このため、版胴の表面のインキがドクターブレードによって掻きとられる場合、ドクターブレードから印加される力によって、樹脂材料から構成された印刷版が損傷してしまうことが考えられる。例えば、印刷パターンの凹部の壁の一部が欠けてしまうことが考えられる。これに対して本実施の形態によれば、印刷版２２がガラスから構成されている。従って、印刷版２２に形成されている印刷パターン２３は、ドクターブレード１２ｂから印加される力に対する十分な耐久性を有している。このため、繰り返し実施される印刷工程の間に版胴２０が損傷してしまうことを抑制することができる。このことにより、版胴２０の耐用期間を向上させることができる。

また一般に、トルエンなどの溶剤に対する樹脂材料の耐性は、ガラスに比べて低い。このため第１の比較の形態においては、印刷において用いられ得るインキの種類が制限されてしまうことや、インキの溶剤によって印刷版が劣化してしまうことが考えられる。これに対して本実施の形態によれば、ガラスから構成される印刷版２２は、インキ３５の溶剤に対する十分な耐性を有している。このため、インキ３５をより自由に選択することができる。

また一般に、樹脂材料の表面平滑性は、ガラスに比べて低い。例えば、樹脂材料から構成された印刷版においては、凹部以外の部分にも小さなへこみが形成されている場合がある。このため第１の比較の形態においては、版胴の表面のうち凹部以外の部分にもインキが残ってしまい、これによって、被印刷体の意図しない部分にインキが転写されてしまうという印刷不良が生じることが考えられる。また一般に樹脂材料は多孔質な材料であり、従って、樹脂材料の内部にインキが浸透してしまうことも考えられる。このような浸透が生じると、印刷不良がさらに助長されることが考えられる。これに対して本実施の形態によれば、印刷版２２をガラスで構成することにより、版胴２０の表面の平滑性を高くすることができる。従って、上述の印刷不良が生じることを防ぐことができる。またガラスの多孔性は、樹脂材料の多孔性に比べて一般に低くなっている。この点からも、印刷不良が生じることを防ぐことができる。

次に、第２の比較の形態として、版胴の印刷版が金属から構成されている形態を考える。第２の比較の形態において、版胴の印刷版は、例えば、はじめに金属製のシリンダーをウェットエッチングして表面に凹凸パターンを形成し、その後にシリンダーの表面をクロムなどでめっきすることによって作製される。

一般に、ウェットエッチングにおいては、対象物を一方向にのみ加工することが困難である。例えば、凹部の深さを大きくしようとすると、同時に凹部の幅も大きくなってしまう。従って第２の比較の形態においては、印刷版の凹部のアスペクト比を十分に高くすることが難しいと考えられる。例えば、金属製のシリンダーをウェットエッチングすることによって得られる凹部においては、凹部の深さを可能な限り大きくすることを試みたとしても、通常、凹部の幅：凹部の深さはせいぜい２：１である。これに対して本実施の形態によれば、印刷版２２がガラスで構成されている。このため、ガラス基材２５に凹部２４を形成するための加工方法として、反応性ガスエッチングや反応性イオンエッチングなどのドライエッチング法を採用することができる。このため、凹部２４の形状を任意に調整することが可能である。例えば、凹部２４の幅ｗ_１に対する凹部２４の深さｄの比、いわゆるアスペクト比を、１：１程度まで高めることができる。従って、例えば導電性基材４０が製造される場合、導電性配線４１の幅ｗ_２が小さい場合であっても、導電性配線４１の高さｔを大きくすることができる。すなわち、狭幅でありながら低い抵抗値を有する導電性配線４１を有する導電性基材４０を得ることができる。

変形例
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。

本実施の形態において、はじめにガラス基材２５を準備し、次にガラス基材２５に凹部２４を形成して印刷版２２を作製し、その後、作製した印刷版２２をシリンダー２１に巻き付ける例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、はじめにガラス基材２５をシリンダー２１に巻き付け、その後、シリンダー２１に巻き付けられたガラス基材２５を反応性イオンエッチング法などを用いて加工して凹部２４を形成してもよい。

また本実施の形態および変形例において、シリンダー２１に巻き付けられた印刷版２２がガラスから構成される例を示した。しかしながら、版胴２０のうち少なくとも印刷パターン２３が形成されている部分がガラスから構成されている限りにおいて、版胴２０の具体的な形態が特に限られることはない。例えば、印刷版２２のうち印刷パターン２３がガラスから構成され、印刷版２２のその他の部分がガラス以外の材料から構成されていてもよい。また、シリンダー２１および印刷版２２のいずれもがガラスから構成されていてもよい。

なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０印刷装置
１２供給機構
２０版胴
２１シリンダー
２２印刷版
２３印刷パターン
２４凹部
２７隙間
２８充填材料
３０被印刷体
３５インキ
４０導電性基材
４１配線

Claims

シリンダーと、
前記シリンダーに巻き付けられ、その表面に印刷パターンが形成され、少なくとも前記印刷パターンが形成されている部分がガラスから構成されている、印刷版と、を備え、
前記印刷版をシリンダーに巻きつける方向における、前記印刷版の両端の間に、印刷版と同一のガラスを含む充填材料が配置されている、版胴。
前記印刷パターンは、インキが充填される凹部を含む、請求項１に記載の版胴。