JP6292615B2 - 版洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷で使用する平板状の版を洗浄するための版洗浄装置に関する。

従来、回路基材、表示装置等の電子部品の形成には、フォトリソグラフィー法と真空プロセスが用いられてきた。近年、電子技術の進歩に伴って、素子類のサイズは益々小さくなっている。それにつれて、素子を形成するパターンを微細化することが要求されている。その一方で、生産性向上、低コスト化、高精度化、大面積化、及び更なる微細化等のため、フォトリソグラフィー法に代えて各種印刷方法を用いた微細パターンの製造方法が提案されている。

上記の印刷方法には、凸版印刷や凹版印刷、平版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の印刷方法がある。これらの印刷方法は、解像限界が３０μｍ（マイクロメートル）程度と、半導体装置や表示装置を形成するには解像度が低い。
解像度が高いパターンが形成可能な印刷方法として、反転印刷法が知られている。反転印刷法の中でも反転オフセット印刷法は、カラーフィルタ、配線パターン、電極パターン等の形成に使用されることがあり、インク膜の厚さを調整することが容易である。以下では、まず反転オフセット印刷法について簡単に説明する。

反転オフセット印刷法は、シリンダーに巻き付けたインク剥離性の高いブランケットの全面にインク膜を形成し、予備乾燥して予備乾燥インク膜を形成する。次に、そのブランケットをインク版に接触させて、予備乾燥インク膜のうち不要な部分をインク版の凸部へ転移させる。すると、ブランケット上には、インク版の凹部に相対する所望のパターンのインクが残る。さらに、ブランケットと被印刷基材とを接触させて、所望のインクパターンを被印刷基材上へ転写させる、という方法である。

反転オフセット印刷法は、インク剥離性の高いブランケット上に画像パターンを形成するので、被印刷基材へのインク転写性が良好である。さらに、薄膜での微細パターン形成が可能である。

しかし、品質の安定したエレクトロニクス関連製品を製造するためには、版の上に残った不要なインクを版洗浄装置によって除去する必要が生じる。
電極を形成するためには、金属ナノ粒子を含むインクが用いられる。なお、金属ナノ粒子については後で詳しく説明する。
インクの粒子の径を小さくするのにしたがって粒子の表面エネルギーが大きくなる。このため、粒子同士の凝集力と版へのインクの付着力がそれぞれ強くなり、ドキュメントやグラフィック分野で用いられている有機溶媒で溶かすことが可能なインクと比較して、版からインクを洗浄することが格段に困難になる。

従来の版洗浄装置では、版上の不要なインクを除去するために、有機溶剤等を版上に散布してその有機溶剤をゴム等のブレード又はドクターで掻きとるといった手法や、ウエスやスポンジ、ブラシ等で擦る接触式洗浄方法が知られている。
しかし、この接触式洗浄方法を用いた装置を使用した場合、一度有機溶剤に溶解したインクをブレード等で掻ききれず（除去しきれず）、有機溶剤の蒸発によってインクが再度乾燥し、前記版の表面の一部又は洗浄装置周囲にインクが再度付着することがある。
また、ブレードの欠損やウエスの繊維ゴミ、スポンジやブラシのかけらが異物になることもある。これらの異物が電子部品等である製品に取り込まれると、製品の品質が低下するという問題がある。
また、上記の接触式洗浄方法では、微細な版に欠けや傷等のダメージを与え、パターン欠陥や発塵の問題も起こる。

上記の接触式洗浄方法の問題が回避できる、版の非接触式洗浄方法が報告されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１２−９１４１４号公報 特開２００６−２５６１９７号公報

しかしながら、これらの非接触式洗浄方法では、洗浄部材の発塵や版の欠けは起こりにくいものの以下の問題が起こる。
すなわち、電極の形成に用いるナノ粒子系のインクは、１流体によるスプレー洗浄（１流体スプレー）では落ちない。仮にスプレー洗浄でインクを落とせたとしても、洗浄時間が非常に長く、大量の洗浄液を消費し、有機系や強酸、強アルカリ性の洗浄液が必要で環境負荷が高い。一方で、スプレー洗浄の圧力を高めてスプレーの打力を高くした場合には、洗浄液が周囲に飛散し製品不良や装置不具合を引き起こす。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、反転オフセット印刷法で用いられた版からインクを除去するときに、洗浄液の飛散を抑制した版洗浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の版洗浄装置は、平板状の版を水平面に平行に保持する版ステージと、第一の凹部が形成され、前記第一の凹部が前記版を覆うように設置される蓋部と、前記蓋部の縁部に設けられ、前記版又は前記版ステージと前記蓋部との間を水密に封止する封止部と、前記第一の凹部内に配置され、気体と洗浄液とを混合した混合流体を前記版に噴霧する洗浄ノズルと、前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを水平面に平行な水平方向に移動させる移動機構と、前記第一の凹部内に配置された吸引ノズル及び空気噴出ノズルと、前記蓋部に設けられ、前記蓋部を貫通し前記第一の凹部及び前記蓋部の外部とそれぞれ連通する洗浄液排出口と、第二の凹部が形成され、前記洗浄ノズルにおける前記版に対向する開口を有する端部、及び前記吸引ノズルにおける前記版に対向する開口を有する端部が前記第二の凹部内に配置されるとともに、前記第一の凹部内に配置されたカバーと、前記移動機構を制御する制御部と、を備えることを特徴としている。

また、上記の版洗浄装置において、前記制御部は、前記移動機構により、前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを前記水平方向の一方側に移動させるときと、前記洗浄ノズルを前記水平方向の他方側に移動させるときとで、前記版ステージに対する前記洗浄ノズルの水平面に平行であって前記水平方向に交差する交差方向の位置をずらすことがより好ましい。
また、上記の版洗浄装置において、前記気体及び前記洗浄液は、それぞれ大気圧以上に加圧され前記洗浄ノズルに供給されることがより好ましい。
また、上記の版洗浄装置において、前記洗浄ノズルを、水平面に平行であって前記水平方向に交差する交差方向に複数備え、それぞれの前記洗浄ノズルが噴霧した前記混合流体が前記版に衝突したときの形状を衝突スプレーパターンとしたときに、前記交差方向に隣り合う前記洗浄ノズルの前記衝突スプレーパターンが連なることがより好ましい。

また、上記の版洗浄装置において、前記洗浄ノズルは、前記版に対向する前記開口が前記洗浄ノズルにおける前記水平方向の一方側に位置するとともに、前記水平方向の一方側に向かうにしたがって前記版に近づくように配置され、前記制御部は、前記洗浄ノズルが前記混合流体を前記版に噴霧する位置が、前記版の前記水平方向の他方側から前記水平方向の一方側に移動するように、前記移動機構により前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを移動させることがより好ましい。
また、上記の版洗浄装置において、前記洗浄ノズルに前記洗浄液を供給する洗浄液槽と、前記洗浄液槽内の前記洗浄液の温度を一定に保つための温度調節機構と、を備えることがより好ましい。
また、上記の版洗浄装置において、前記蓋部と前記版との間に、上方に開口を有する前記混合流体を受ける皿部を備えることがより好ましい。

また、上記の版洗浄装置において、前記洗浄液のみを前記版に噴霧するリンスノズルを備えることがより好ましい。
また、上記の版洗浄装置において、前記制御部は、前記移動機構により前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを前記水平方向の一方側に移動させるとともに、水平面に平行であって前記水平方向に交差する交差方向の一方側と他方側との間で交互に前記洗浄ノズルを移動させることがより好ましい。
また、上記の版洗浄装置において、前記蓋部に設けられ、前記蓋部を貫通し前記第一の凹部及び前記蓋部の外部とそれぞれ連通する排気口を備えることがより好ましい。

本発明の版洗浄装置によれば、版からインクを除去するときに洗浄液の飛散を抑制することができる。

本発明の第１実施形態の版洗浄装置の一部を分解した側面の断面図である。 同版洗浄装置の平面の断面図である。 同版洗浄装置の洗浄ノズルの正面図である。 同洗浄ノズルの衝突スプレーパターンの形状を示す図である。 同版洗浄装置のブロック図である。 同版洗浄装置の作用を説明する側面の断面図である。 同版洗浄装置の作用を説明する平面の断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例における版洗浄装置の一部を分解した側面の断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例における版洗浄装置の一部を分解した側面の断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例における版洗浄装置の一部を分解した側面の断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例における版洗浄装置の平面の断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例における版洗浄装置の要部の断面図である。

以下、本発明に係る版洗浄装置の一実施形態を、図１から図１２を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜異ならせてある。
本版洗浄装置は、版ステージを有する印刷機上に設置して用いられるものである。

図１及び図２に示すように、本実施形態の版洗浄装置１は、平板状の版Ｗを版Ｗの主面が水平面Ｓに平行になるように保持する版ステージ１０と、第一の凹部１６が形成され、第一の凹部１６が版Ｗに対向するとともに版Ｗを覆うように設置されるチャンバ（蓋部）１５と、チャンバ１５の縁部に設けられたパッキン（封止部）２０と、第一の凹部１６内に配置された洗浄ノズル２５、吸引ノズル３０、及びエアナイフ（空気噴出ノズル）３５と、版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を移動させるための移動機構４０と、チャンバ１５に設けられた洗浄液排出口５０と、第二の凹部５６が形成され第一の凹部１６内に配置されたカバー５５と、移動機構４０を制御する制御部６０とを備えている。
なお、図２においては、説明の便宜のため、吸引ノズル３０及びエアナイフ３５を示していなく、カバー５５を２点鎖線で示している。
ここで、水平面Ｓに平行な水平方向Ｘ、及び、水平面Ｓに平行であって水平方向Ｘに直交する直交方向（交差方向）Ｙをそれぞれ規定する。

版Ｗは、シリコンウェハーや石英ガラス、無アルカリガラス、青板ガラス、ＳＵＳ（ステンレス鋼）や銅、ニッケル等の金属や樹脂により構成される。版Ｗの表面はクロム等の金属をメッキしてもよく、シリカやダイヤモンドライクカーボン等の気相製膜をしても良い。
版Ｗの図示しない溝部は、モールディングやエレクトロフォーミング、フォトリソによるウェットエッチング／ドライエッチング、サンドブラスト、レーザー描画等で形成することができる。これらの版Ｗの中でも、ガラスをウェットエッチングで加工したものが広く用いられている。この理由は、加工が比較的容易であり、かつ、大面積、高解像度、高精度、凹凸形状がシャープなためである。
一方で、ガラス製の版Ｗは物理的に脆弱なために、ドクターやブラシを使った接触式洗浄方法を用いると欠けや傷等の問題が生じる。このような版Ｗに対しては、スプレー等の非接触式洗浄方法を用いることが好ましい。
版Ｗの向きを分かりやすくするために、説明の便宜上、上面に指標Ｗ１を示している。

本発明の版洗浄装置１により除去される対象となるのは、版Ｗに付着した伝導性のインクである。
このインクに、前述の金属ナノ粒子を含むインクを用いることができる。金属ナノ粒子は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、鉄、アルミニウム、マンガンの金属からなるナノ粒子、または、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、鉄、アルミニウム、マンガン、モリブデンの金属から選択される２種類以上の金属からなる合金でもよい。用いる金属の平均粒径は、インクへの分散性の点から５０ｎｍ以下であることが好ましい。粒子の安定した製造の点から、金属の平均粒径が１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であるものが一般的に用いられる。

金属ナノ粒子等の粒子の径が小さくなるのにしたがって粒子の表面エネルギーが大きくなり、粒子同士の凝集と版への付着力が強くなる。また、反転オフセット印刷法では乾燥したインクを版上から除去する必要があるが、金属ナノ粒子のようなナノオーダーの粒子は一度乾燥すると、溶媒への再分散が難しくなる。そのため、洗浄液に浸漬するだけでは洗浄効果は得られず、インクを版から剥がしたり削ったりする物理的な作用が有効である。

版からインクを除去するために、水等の洗浄液のみを版に噴霧する１流体スプレー（ノズル）と、空気等の気体と洗浄液とを混合した混合流体を版に噴霧する２流体スプレーとが知られている。
２流体スプレーは１流体スプレーと比較して、高速な流体の衝突により局所的な高圧が発生し、高いせん断流れや対象物の振動等を誘起して対象を剥がす効果が大きい。２流体スプレーは水流が強いので、再付着防止効果が著しい。この点で、金属ナノ粒子の除去には、２流体スプレーによる洗浄が有効である。

エレクトロニクス用途の電気回路を印刷法で形成する場合には、前記のような金属ナノ粒子を用いることが多い。数１００μｍの液滴を基板に打ち当てる１流体スプレー洗浄や、マイクロメートルオーダーの構造体で基板を擦るブラシ洗浄やスポンジ洗浄と比較して、本発明の洗浄方法である２流体スプレーによる洗浄方式は、金属ナノ粒子等の微細な粒子の除去に適している。

版ステージ１０は、ステンレス鋼等で平板状に形成され、主面が水平面Ｓに平行になるように保持される。版ステージ１０は、図示しない軌道に沿って水平面Ｓに平行に移動可能である。
版ステージ１０は、図示はしないが、上面部に版Ｗを吸着して固定するための吸着機構として真空吸着機構や静電吸着機構を備える。版Ｗは、版ステージ１０の上面に保持される。

チャンバ１５は、例えば、ステンレス鋼等で、外形が直方体で１つの面が開口する形状に形成されている。この開口及びチャンバ１５の内部空間で、第一の凹部１６を構成する。チャンバ１５は、版ステージ１０、すなわち版ステージ１０に保持された版Ｗに対して近接離脱できるように、鉛直方向に動作が可能である。
パッキン２０は、公知の構成のものを適宜選択して用いることができる。パッキン２０は、チャンバ１５の開口の縁部に全周にわたり設けられている。パッキン２０は、版Ｗ又は版ステージ１０と、チャンバ１５との間を水密に封止する。これにより、水の飛沫等の漏出防止がなされている。なお、版Ｗの外周に当て板を設置し、この当て板にパッキン２０を接触させてもよい。

洗浄ノズル２５は筒状に形成され、空気と水とを混合した混合流体を版Ｗに噴霧する。ここで言う筒状とは、洗浄ノズル２５の軸線に直交する平面による断面が、円形の縁部の形状だけでなく、楕円形、矩形等の多角形の縁部の形状であるものも含む意味である。
本実施形態では複数の洗浄ノズル２５が、直交方向Ｙに互いに間隔を置いて並べられた状態で備えられている。
洗浄ノズル２５は、負荷圧力と洗浄液の腐蝕性、温度から、次の材質を選択することができる。ステンレス、黄銅、チタン、タングステン合金等の金属や、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ウレタン、エポキシ、ＡＢＳ樹脂等の樹脂や、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックや、サファイヤ、ルビー、ダイヤモンド、グラファイト等の素材を用いることができる。

図１及び図３に示すように、それぞれの洗浄ノズル２５の先端部（端部）２６に設けられた開口２７は、スリット状に形成されている。洗浄ノズル２５の開口２７は、版Ｗに対向する。洗浄ノズル２５から噴霧されるスプレーの吐出断面形状は、フラット、円環、円錐等が選択できる。版Ｗに対するスプレーの打力を大きくするためには、吐出断面積を小さくする方がよい。インクの洗浄ムラを抑制するためには、版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５が移動する方向と直交する方向、すなわち直交方向Ｙにスプレーパターンを配置しなければならない。この場合、吐出断面積の小さい洗浄ノズル２５を用いると、多数の洗浄ノズル２５を並べて用いる必要がある。
上記のことを鑑みると、水平方向Ｘに対してスプレーパターンが扁平した（スプレーパターンの直交方向Ｙの長さよりも水平方向Ｘの長さの方が短い）、フラット形状やスリットノズル型を用いることが好ましい。

１流体スプレーの噴霧量は、流体に作用する圧力の平方根に比例する。噴霧量は動力の制限を受けるため、噴霧量のターンダウン比が小さい。一方で、２流体スプレーは、液体の圧力と気体の圧力とを調整することにより、ターンダウン比が大きい。
これより、２流体スプレーは、洗浄性と省液化といったトレードオフの要求に対しても、動力を変更することなく調整がしやすい。

図示はしないが、空気は圧縮装置で予め大気圧以上に加圧され、水は加圧装置で予め大気圧以上に加圧され、加圧された空気、水は互いに異なる配管を通して洗浄ノズル２５に供給される。
気体と洗浄液とを混合させる気液混合方式は、内部混合型、内気型もしくは外気型の外部混合型、衝突型を選択することができる。洗浄液の圧力は、０．２ＭＰａ（パスカル）から０．５ＭＰａ、気体の圧力は０．３ＭＰａから１．０ＭＰａを選択することができる。
洗浄ノズル２５からスプレーが広がる噴霧角度は、２０°から１３０°を選択することができる。噴霧角度が大きすぎると、打力が落ちるために都合が悪い。洗浄ノズル２５の先端から版Ｗまでの距離である噴霧距離は、３０ｍｍから１００ｍｍを選択できる。噴霧距離が長過ぎると、打力が落ちるため都合が悪い。洗浄ノズル２５の直交方向Ｙのピッチは、噴霧角度と噴霧距離とに基づいてスプレーパターンの途切れがないように決める。

洗浄ノズル２５は、開口２７から空気と水とを混合した混合流体を版Ｗに噴霧する。
図１に示す洗浄ノズル２５は、開口２７が洗浄ノズル２５における水平方向Ｘの一方側Ｘ１に位置するとともに、水平方向Ｘの一方側Ｘ１に向かうにしたがって洗浄ノズル２５が版Ｗに近づくように配置されている。
洗浄ノズル２５の中心軸線と水平面Ｓとのなす角度である仰角α１は、３０°以上９０°以下が好ましく、６０°以上８０°以下がより好ましい。仰角α１を小さくしすぎると、打力が小さくなるために好ましくない。
版Ｗに衝突した後の流れを作って速やかに排水するために、洗浄ノズル２５の軸線が水平面Ｓに対して若干傾斜していることが好ましい。

図３に示すように、洗浄ノズル２５にチルト角α２をつけて洗浄ノズル２５を配置しても良い。洗浄ノズル２５にチルト角α２を付けた際の、それぞれの洗浄ノズル２５が噴霧した混合流体が版Ｗに衝突したときの形状である衝突スプレーパターンＰを図４に示す。直交方向Ｙに隣り合う洗浄ノズル２５の衝突スプレーパターンＰが、互いに離間することなく連なる。
このように、洗浄ノズル２５にチルト角α２をつけることで、衝突スプレーパターンＰ間の隙間をなくして洗浄ムラを抑制できる。

吸引ノズル３０及びエアナイフ３５も、所定の方向に延びる筒状に形成されている。吸引ノズル３０及びエアナイフ３５は、洗浄ノズル２５と同一の材料で形成することができる。図１に示すように、吸引ノズル３０の先端部（端部）３１に設けられた開口３２、及び、エアナイフ３５の先端部３６に設けられた開口３７は、それぞれ版Ｗに対向する。吸引ノズル３０は、鉛直方向にほぼ沿うように配置されている。
図示はしないが、吸引ノズル３０はブロワ等の吸引器に接続されている。吸引ノズル３０と吸引器との間には、気体と液体とを分離するミストセパレータが設けられている。

吸引ノズル３０は開口３２から、前述の混合流体等を吸引する。
エアナイフ３５は、洗浄ノズル２５に対する吸引ノズル３０とは反対側に配置されている。エアナイフ３５は開口３７から空気を噴出する。エアナイフ３５が空気を噴出しているときの空気の吹き出し方向がそろうように、エアナイフ３５の軸線が水平面Ｓに対して若干傾斜するようにエアナイフ３５を配置してもよい。この例では、エアナイフ３５はノズル２５とほぼ平行となるように配置され、版Ｗに対して傾斜している。
洗浄後の版Ｗの乾燥は、エアナイフ３５で液切りをしながら乾燥させることができる。

洗浄液排出口５０はチャンバ１５を貫通し、第一の凹部１６及びチャンバ１５の外部とそれぞれ連通する。
洗浄液排出口５０は、チャンバ１５の任意の箇所に設置できるが、洗浄ノズル２５から噴出する混合流体の下流側（水平方向Ｘの一方側Ｘ１）のチャンバ１５の側壁の下部に設けることが好ましい。洗浄ノズル２５に対して版ステージ１０を水平方向Ｘの両側に移動させる場合、洗浄液排出口５０はチャンバ１５の水平方向Ｘの両側に設けても片側に設けても構わないが、洗浄液が版Ｗ上に滞留しないようにすることが重要である。
混合流体が噴霧される勢いが強いと、その勢いで洗浄液自身が版Ｗの外側へ排出される。しかし、一旦勢いが弱くなった洗浄液がチャンバ１５の側壁にぶつかって、再び版Ｗの上に戻ってくる場合が有る。
洗浄液排出口５０を備えることで、混合流体が噴出される勢いも用いて効果的に洗浄液を排出することができる。
なお、版Ｗの外側へ排出された洗浄液が、再び版Ｗの上へ戻る逆流を防止する機構を備えるとなお好ましい。

洗浄ノズル２５から噴霧された洗浄液が版Ｗの上に長時間滞留すると、洗浄液中に含まれるインクが版Ｗに再付着する問題が起こる。インクの汚れが版Ｗに再付着すると往々にして元のインクよりも除去が困難になるために、噴霧された洗浄液は極力速やかに版Ｗの上から除く必要がある。版Ｗの上の洗浄液を除去する吸引ノズル３０と洗浄液排出口５０とを用いることによって、洗浄液を版Ｗの上から速やかに排出し、インクが版Ｗに再付着することを防止できる。
本実施形態では、チャンバ１５の天面に排気口５２を備えることが好ましい。排気口５２は、チャンバ１５を貫通し第一の凹部１６及びチャンバ１５の外部とそれぞれ連通する。このように構成することで、チャンバ１５内に飛散した洗浄液を排気口５２を通してチャンバ１５外部に除去し、各ノズル２５、３０、３５やチャンバ１５の内面に、洗浄液の液滴が付着するのを抑えることができる。したがって、洗浄液により再び版Ｗが汚染されるのを抑制することができる。

カバー５５は、チャンバ１５と同一の材料で、外形が直方体で下方の面が開口する形状に形成されている。カバー５５は、図１及び図２に示すように、第二の凹部５６が版Ｗに対向する、すなわち下方に向かって開口するように配置される。カバー５５には、洗浄ノズル２５及び吸引ノズル３０が挿通される。
第二の凹部５６内には、洗浄ノズル２５の先端部２６、及び吸引ノズル３０の先端部３１が配置される。

図５に示すように、移動機構４０は、版ステージ１０に対してノズル２５、３０、３５を一体に接続する連結部材４５を、水平方向Ｘ、直交方向Ｙ、及び、鉛直方向に平行な軸線周りの回転方向θ（図２参照）に移動させる水平アクチュエータ４１、直交アクチュエータ４２、及び、回転アクチュエータ４３を備えている。各アクチュエータ４１、４２、４３としては、モータ、カムやギア等を組み合わせた公知の構成のものを用いることができる。
アクチュエータ４１、４２、４３によるノズル２５、３０、３５の移動量は不図示のセンサにより検出される。センサの検出結果は、制御部６０に送信される。
移動機構４０は通常、チャンバ１５に取り付けられるが、取り付け位置については特に問わない。

次に、以上のように構成された版洗浄装置１の作用について説明する。
なお、反転オフセット印刷法では、ブランケット全面に塗工機でインクを塗布したのちに、インクを乾燥させる。次いで、ブランケット上の乾燥したインクの非画線部を版Ｗの凸部に転写する。この後で、ブランケット上の画線部のインクを基板に転写して印刷が完了する。
以下では、版ステージ１０に対する洗浄ノズル２５の移動について記載するが、洗浄ノズル２５と一体となって吸引ノズル３０、エアナイフ３５及び連結部材４５も移動する。

本実施形態の版洗浄装置１は、凸部にインクが転写された版Ｗの洗浄に用いる。使用後の版Ｗを固定した版ステージ１０を、所定の洗浄位置に移動させる。版ステージ１０に保持された版Ｗに対してチャンバ１５を下降させて、版ステージ１０又は版Ｗとパッキン２０との間を水密に封止（密閉）する。チャンバ１５とパッキン２０とを用いることによって、洗浄液の漏洩や飛沫を防ぎ、製品不良や装置故障を防ぐことができる。
洗浄ノズル２５から、空気と水とを混合した混合流体を噴霧している間に、制御部６０は、移動機構４０の水平アクチュエータ４１を駆動させて、矢印Ａ１で示すように版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を水平方向Ｘの一方側Ｘ１に相対的に移動させる。

このとき、制御部６０は、洗浄ノズル２５が混合流体を版Ｗに噴霧する位置が、版Ｗの水平方向Ｘの他方側Ｘ２から水平方向Ｘの一方側Ｘ１に移動するように、移動機構４０により版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を移動させる。すなわち、版Ｗに対して洗浄ノズル２５が移動する方向である水平方向Ｘの一方側Ｘ１に洗浄ノズル２５の先端部２６が向くように、洗浄ノズル２５が傾斜している。このように構成することで、洗浄ノズル２５から噴霧する混合流体により、版Ｗにおける既に洗浄された部分に洗浄液が流れるのが防止される。
カバー５５の第二の凹部５６内には洗浄ノズル２５の先端部２６及び吸引ノズル３０の先端部３１が配置される。したがって、洗浄ノズル２５の開口２７から噴霧された混合流体は、第二の凹部５６の内面に当たり上方にはいきにくい。
このようにして、版Ｗを水平方向Ｘの全長にわたり洗浄する。

制御部６０は直交アクチュエータ４２を駆動させて、版ステージ１０に対する洗浄ノズル２５の直交方向Ｙの位置を直交方向Ｙに隣り合う洗浄ノズル２５のピッチＱ（図２参照）の半分だけずらす。水平アクチュエータ４１を駆動させて、図６及び図７に矢印Ａ２で示すように、版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させる。このようにして、版Ｗを水平方向Ｘの全長にわたり洗浄し、製品の品質の低下を招く不要なインクを除去する。
版Ｗの上に残った洗浄液を吸引ノズル３０で除去したのちに、エアナイフ３５で液切りと乾燥を行う。版Ｗに対してチャンバ１５を上昇させて、版Ｗからチャンバ１５を離脱させて洗浄が完了する。
なお、吸引ノズル３０による吸引動作は、この例のように洗浄ノズル２５による噴霧の終了後に行ってもよいが、洗浄ノズル２５で混合流体を噴霧している最中にも行うことが、洗浄液の飛散を抑える点で好ましい。

（実施例）
実施例に用いた洗浄ノズル２５は、フラット形状、噴霧角が９０°のスプレーパターンのものである。この洗浄ノズル２５を直交方向Ｙに並べ、仰角を８０°とし、洗浄ノズル２５のチルト角を５°に配置して用いた。液温４０℃の洗浄液の圧力を０．５ＭＰａ、圧縮空気の圧力を０．７ＭＰａとし、洗浄ノズル２５を移動速度８０ｍｍ／ｓｅｃ（秒）で稼働させて用いた。

以上説明したように、本実施形態の版洗浄装置１によれば、カバー５５の第二の凹部５６内には洗浄ノズル２５の先端部２６及び吸引ノズル３０の先端部３１が配置される。したがって、版Ｗからインクを除去するときに、洗浄ノズル２５から噴霧された混合流体が第二の凹部５６の内面に当たるため、洗浄液の飛散を抑制することができる。
各ノズル２５、３０、３５やチャンバ１５の内面に、洗浄液の液滴が付着するのを抑えることができる。
版Ｗに洗浄液含む混合流体を強力に噴霧する物理的作用により、インクを版Ｗの表面から剥離することができる。また、洗浄する版Ｗをチャンバ１５で密閉するため、強力な２流体スプレーを使用したときに洗浄液が飛散して製品や製造機器の汚染を防止することができる。

版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を水平方向Ｘの一方側Ｘ１に相対的に移動させるときと水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させるときとで、洗浄ノズル２５の直交方向Ｙの位置をずらす。これにより、直交方向Ｙに隣り合う洗浄ノズル２５の間の部分を確実に洗浄し、洗浄ノズル２５の直交方向ＹのピッチＱにより生じる筋状のムラを抑制することができる。

本実施形態では印刷機上で版の洗浄を行ったため、版を取り外して洗浄する従来の機側洗浄と比較して、下記のメリットが得られた。
・印刷後すぐに洗浄するので、洗浄しやすい。
・毎回同じ版を用いるので、版のパターンバラつきがなく、印刷物のライン／スペースの寸法精度が良い。
・毎回同じ版を用いるので、版の厚さのバラつきがなく、印刷ごとの印圧の変動がなく印刷精度（長寸法精度）が良い。
・１枚の版で印刷できるので、製版コストが低い。
・版を版ステージから取り外さないため、印刷精度（長寸法精度）が良い。

なお、本実施形態では、図８に示すように、版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させる前に、回転アクチュエータ４３によりノズル２５、３０、３５を回転させて洗浄ノズル２５の開口２７を水平方向Ｘの他方側Ｘ２に位置させてもよい。
このように構成することで、矢印Ａ２で示すように版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させる場合でも、版Ｗに対して洗浄ノズル２５が移動する方向である水平方向Ｘの他方側Ｘ２に洗浄ノズル２５の先端部２６が向くように、洗浄ノズル２５を傾斜させることができる。

本実施形態の版洗浄装置１は、以下に説明するようにその構成を様々に変形させることができる。
例えば、図９に示す版洗浄装置２のように、前記実施形態の版洗浄装置１の各構成に加えて、チャンバ１５と版Ｗとの間に、上方に開口７１を有して洗浄液（混合流体）を受ける液ダレ受け（皿部）７０を備えてもよい。
このように構成することで、上方から落ちてきた洗浄液を開口７１を通して液ダレ受け（皿部）７０内に収容する。したがって、版ステージ１０からチャンバ１５を着脱するときに、洗浄液の液滴が版Ｗに落下して版Ｗを再び汚染してしまうのを防止することができる。

図１０に示す版洗浄装置２Ａのように、記実施形態の版洗浄装置１の各構成に加えて、洗浄液のみを版Ｗに噴霧するリンスノズル７５を備えてもよい。この例では、リンスノズル７５は連結部材４５に接続され支持され、洗浄ノズル２５とエアナイフ３５との間に配置されている。リンスノズル７５は、リンス液である水を供給する加圧装置に接続されている。
リンスノズル７５から水を噴射させるリンス工程は、新しい水を供給しオーバーフロー等の組み合わせをおこなっても良い。リンス工程では、洗浄ノズル２５にリンス液を供給しても良い。洗浄液を循環して用いる場合、精密濾過や逆浸透膜ろ過、遠心分離、蒸留濃縮、凍結濃縮、電気透析、イオン交換等により、洗浄液を再生しながら用いても良い。
リンスノズル７５は１流体スプレーであるため、洗浄液の液滴の飛散及び液ダレを抑え、洗浄液が版Ｗを再び汚染してしまうのを防止することができる。

図１１に示す版洗浄装置２Ｂのように、制御部６０は、移動機構４０により版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を矢印Ａ３で示すように平面視で蛇行するように移動させてもよい。より詳しく説明すると、版ステージ１０に対して洗浄ノズル２５を、水平方向Ｘの一方側Ｘ１に移動させるとともに、直交方向Ｙの一方側Ｙ１と直交方向Ｙの他方側Ｙ２との間で交互に洗浄ノズル２５を移動させる。
このように構成することで、洗浄ノズル２５のピッチＱにより生じる筋状の洗浄ムラを抑制することができる。

なお、洗浄ノズル２５を直交方向Ｙの一方側Ｙ１と直交方向Ｙの他方側Ｙ２との間で交互に移動させるのに加えて、図１２に示すように、洗浄ノズル２５を水平方向Ｘに平行な軸線周りに揺動させてもよい。
このように構成しても、上記の変形例と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、図示はしないが、洗浄ノズル２５に洗浄液を供給する洗浄液槽に、洗浄液槽内の洗浄液の温度を比較的高い一定温度に保つための温度調節機構を備えてもよい。
洗浄液の温度を高くすることで、洗浄液による洗浄性を向上させることができる。洗浄液の温度を上げるとスプレーの速度とインパクトが大きくなることから、洗浄性向上に寄与すると考えられる。より詳細には、洗浄液の温度を上げると粘度が下がるために、スプレー粒子の速度が速く、洗浄ノズルのスプレー流量が増加し、版Ｗ等のワークに対する打力が大きくなる。
また、温度が上がると洗浄液の表面張力が下がるため、粒子径が小さくなる。流量が変化せず粒子径が小さくなるので、単位時間当たりの洗浄液の液滴衝突回数が増加し、洗浄性が向上する。

洗浄液としては、水以外にも中性洗剤、アルカリ性洗剤、酸性洗剤、純水等の水系洗浄液を用いることができる。水系の洗浄液は窒素や酸素、オゾンのマイクロバブルやナノバブルを含有してもよく、オゾンが溶解した水を用いてもよい。また、洗浄ノズル２５に送る気体は、空気以外にも、窒素等の不活性ガス、水蒸気等を用いることができる。
洗浄液は新液供給、循環、オーバーフローを組み合わせて、供給方式と排出方式とを選択することができる。洗浄性が好適でかつ廃液量を最小にするために、１次洗浄工程は循環、２次洗浄工程は新液供給し循環系のタンクに入れて洗浄してもよい。

本実施形態では、版ステージ１０及び版Ｗに対してチャンバ１５に移動機構４０を介して取付けられた各ノズル２５、３０、３５が移動するとした。しかし、各ノズル２５、３０、３５の位置が固定されていて、ノズル２５、３０、３５に対して版ステージ１０及び版Ｗが移動するとしてもよい。また、各ノズル２５、３０、３５、及び版ステージ１０、版Ｗのそれぞれが移動するとしてもよい。
各ノズル２５、３０、３５の位置が固定されていて、各ノズル２５、３０、３５に対して版ステージ１０及び版Ｗが移動する場合には、ノズル２５、３０、３５を組にしたものを２組備え、版ステージ１０が移動する向きに応じて使用するノズル２５、３０、３５の組を切り替えてもよい。
チャンバ１５が排気口５２を備えないように構成してもよい。

１、２、２Ａ、２Ｂ 版洗浄装置
１０ 版ステージ
１５ チャンバ（蓋部）
１６ 第一の凹部
２０ パッキン（封止部）
２５ 洗浄ノズル
２６、３１ 先端部（端部）
２７、３２ 開口
３０ 吸引ノズル
３５ エアナイフ（空気噴出ノズル）
４０ 移動機構
５０ 洗浄液排出口
５２ 排気口
５５ カバー
５６ 第二の凹部
６０ 制御部
７０ 液ダレ受け（皿部）
７１ 開口
７５ リンスノズル
Ｐ 衝突スプレーパターン
Ｓ 水平面
Ｗ 版
Ｘ 水平方向
Ｘ１ 一方側
Ｘ２ 他方側
Ｙ 直交方向（交差方向）
Ｙ１ 一方側
Ｙ２ 他方側

Claims (10)

1. 平板状の版を水平面に平行に保持する版ステージと、
   第一の凹部が形成され、前記第一の凹部が前記版を覆うように設置される蓋部と、
   前記蓋部の縁部に設けられ、前記版又は前記版ステージと前記蓋部との間を水密に封止する封止部と、
   前記第一の凹部内に配置され、気体と洗浄液とを混合した混合流体を前記版に噴霧する洗浄ノズルと、
   前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを水平面に平行な水平方向に移動させる移動機構と、
   前記第一の凹部内に配置された吸引ノズル及び空気噴出ノズルと、
   前記蓋部に設けられ、前記蓋部を貫通し前記第一の凹部及び前記蓋部の外部とそれぞれ連通する洗浄液排出口と、
   第二の凹部が形成され、前記洗浄ノズルにおける前記版に対向する開口を有する端部、及び前記吸引ノズルにおける前記版に対向する開口を有する端部が前記第二の凹部内に配置されるとともに、前記第一の凹部内に配置されたカバーと、
   前記移動機構を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする版洗浄装置。
2. 前記制御部は、前記移動機構により、前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを前記水平方向の一方側に移動させるときと、前記洗浄ノズルを前記水平方向の他方側に移動させるときとで、前記版ステージに対する前記洗浄ノズルの水平面に平行であって前記水平方向に交差する交差方向の位置をずらすことを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
3. 前記気体及び前記洗浄液は、それぞれ大気圧以上に加圧され前記洗浄ノズルに供給されることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
4. 前記洗浄ノズルを、水平面に平行であって前記水平方向に交差する交差方向に複数備え、
   それぞれの前記洗浄ノズルが噴霧した前記混合流体が前記版に衝突したときの形状を衝突スプレーパターンとしたときに、
   前記交差方向に隣り合う前記洗浄ノズルの前記衝突スプレーパターンが連なることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
5. 前記洗浄ノズルは、前記版に対向する前記開口が前記洗浄ノズルにおける前記水平方向の一方側に位置するとともに、前記水平方向の一方側に向かうにしたがって前記版に近づくように配置され、
   前記制御部は、前記洗浄ノズルが前記混合流体を前記版に噴霧する位置が、前記版の前記水平方向の他方側から前記水平方向の一方側に移動するように、前記移動機構により前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを移動させることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
6. 前記洗浄ノズルに前記洗浄液を供給する洗浄液槽と、
   前記洗浄液槽内の前記洗浄液の温度を一定に保つための温度調節機構と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
7. 前記蓋部と前記版との間に、上方に開口を有して前記混合流体を受ける皿部を備えることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
8. 前記洗浄液のみを前記版に噴霧するリンスノズルを備えることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
9. 前記制御部は、前記移動機構により前記版ステージに対して前記洗浄ノズルを前記水平方向の一方側に移動させるとともに、水平面に平行であって前記水平方向に交差する交差方向の一方側と他方側との間で交互に前記洗浄ノズルを移動させることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。
10. 前記蓋部に設けられ、前記蓋部を貫通し前記第一の凹部及び前記蓋部の外部とそれぞれ連通する排気口を備えることを特徴とする請求項１に記載の版洗浄装置。

Images