JP6326148B2 - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents
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Description
インキ転移検出部には、インキ転移ローラの表面を撮像するCCD(電荷結合素子)センサと、連続紙をインキ転移ローラの周面に圧接させる圧接ローラと、圧接ローラを矢印E方向に往復移動させるためのステッピング・モータとが配設されている。インキ半乾きについては、圧接ローラにより、連続紙の画像形成面をインキ転移ローラの周面に圧接させ、インキ転移ローラの周面に油性インキが付着したか否かをCCDセンサによって検出する。
一方、特許文献3、4では、検査用のロールが必要であるため、装置構成が複雑になり、装置コストが嵩むという問題点がある。
版面観察部は、印刷版に予め定められたパターン状に付与されたインクを基板に転写した後の印刷版の版面の情報を取得するものであり、判定部は、インクの基板への転写前後の印刷版の版面の情報を用いてインクが付与された印刷版の版面が基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定することが好ましい。
印刷版の版面へのインクの付与は、複数回にわけてなされ、各回毎に版面観察部による印刷版の版面の情報が取得されることが好ましい。
画像記録部は、例えば、インクジェット方式である。
例えば、印刷版は、凹版であり、パターン状に形成された凹部にインクが付与される。
印刷版に予め定められたパターン状に付与されたインクを基板に転写した後、印刷版の版面の情報を取得する工程と、インクの基板への転写前後の印刷版の版面の情報を用いてインクが付与された印刷版の版面が基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定する工程とを有することが好ましい。
印刷版の版面へのインクの付与は、複数回にわけてなされ、各回毎に印刷版の版面の情報が取得されることが好ましい。
印刷版の版面へのインクの付与は、例えば、インクジェット方式でなされる。
例えば、印刷版は、凹版であり、パターン状に形成された凹部にインクが付与される。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
図1に示すように印刷装置10は、印刷装置本体12と、記憶部14と、判定部16と、制御部18とを有する。
印刷装置本体12は、印刷法により、基板31に予め定められたパターンを形成するものである。印刷装置本体12については後に詳細に説明する。
基準形状の情報とは、例えば、印刷版25のパターン領域に対して、インクを付与した際の理想的な状態を示す画像データである。また、印刷版25のパターン領域に対して、複数回にわたり、インクを付与する場合には、各回毎の理想的な状態を示す画像データである。例えば、パターン領域に対してインクジェット法でインクを吐出し、ドットを形成してパターン領域にインクを付与した場合には、各回毎のインクの吐出により形成されるドットの理想的な配置を示す画像データを上述の基準形状の情報という。
また、転写後の印刷版25の版面25aの理想的な状態を示す画像データも基準形状の情報に含まれる。
また、記憶部14には、印刷しようとするパターンのパターンデータが記憶されるが、このパターンデータは、外部から適宜入力される。記憶部14への基準形状の情報およびパターンデータの入力方法は、特に限定されるものではなく、各種のインターフェースを記憶部14に設け、記憶媒体、および有線、無線を問わないネットワークを介して入力することができる。
また、判定部16では、予め定められた範囲からは外れる場合、外れた箇所等の特定もするものである。例えば、パターン領域に対してはみ出してインクが付与された場合には、インクのはみ出した部分を特定する。また、判定部16では、インクジェット方式でパターン領域に対してインクを付与する場合には、インクにより形成されるドットの位置のずれ、ドットが抜けた領域等を特定することができる。これにより、後述するように制御部18で特定された箇所に応じてインクの吐出量等を調整する。
また、制御部18は、判定部16での判定結果に応じて各部を制御する。例えば、判定部16で基準形状に対して予め定められた範囲を超えると判定され、そのことを示す判定信号が制御部18に出力された場合、制御部18では、後述するように修復部28で版面のパターンを修復する。
印刷装置本体12は、印刷を清浄な雰囲気でするためにケーシング20の内部20aに各部が設けられている。ケーシング20の内部20aを予め定められた清浄度となるように、フィルタ(図示せず)および空調設備(図示せず)が設けられている。
印刷装置本体12は、画像記録部22と、版胴24と、版面観察部26と、修復部28と、ステージ30と、乾燥部32と、イオナイザー33と、クリーニング部34と、メンテナンス部36とを有する。
版胴24の表面24aの周囲を囲むようにして、画像記録部22、修復部28、版面観察部26、乾燥部32、イオナイザー33およびクリーニング部34が設けられている。クリーニング部34は版胴24の表面24aに接して設けられている。
なお、印刷された基板31では、インクの特性に応じて、例えば、熱、光等によりインクが焼成される。熱、光を用いたインクの焼成で利用される公知のものが適宜利用可能である。基板31に対するインクの焼成は、ケーシング20の内部20aでなされても、外部でなされてもよい。
画像記録部22は、印刷版25の版面25aにインクを付与するものであり、画像記録部22により、版面25aに予め定められたパターンでインクが付与される。なお、画像記録部22の画像記録方式は特に限定されるものではなく、例えば、インクジェット方式が用いられる。
回転軸24bには、例えば、版胴24を回転させるためのモータ(図示せず)がギア(図示せず)等を介して設けられている。モータは制御部18にて制御される。また、回転軸24bには回転と回転量を検出するローターリーエンコーダ(図示せず)が設けられている。ローターリーエンコーダは制御部18に接続されており、制御部18で版胴24の回転量が検出される。
なお、印刷版25にフイルムを使った場合には圧胴を用いて、フイルムを圧胴に固定して版胴24に密着させて転写する構成としてもよい。
版面観察部26は、インク転写前後の印刷版25の版面25aの情報を取得することができれば、その構成は特に限定されるものではない。印刷版25は矩形状のものが多いため、ラインセンサとライン状の照明を用いることが好ましい。この場合、版面25aの情報として、版面撮像データが得られる。この版面撮像データが、判定部16にて上述のように基準形状の情報と比較されて判定される。
版面観察部26は、制御部18に接続されており、版面観察部26での印刷版25の版面25aの情報の取得のタイミングは制御部18で制御され、取得された印刷版25の版面25aの情報は記憶部14に記憶される。
また、印刷版25の版面25aの情報の取得は、走査毎に行うことで、着弾位置ずれ、サテライトおよび吐出滴量変化による膜厚むらを検出することが可能となる。例えば、膜厚と光学特性のとの関係を予め測定しておき、記憶部14に記憶しておくことにより、上述の関係と検出された光学特性とを比較することで膜厚を推定することができる。
絶縁体等の透明インクの場合には、干渉縞で膜厚を判断することが可能である。膜厚と干渉縞との関係を予め測定しておくことで膜厚を推定できる。半導体等結晶性のあるインクの場合には、偏光フィルタを設けて、色で膜厚を推定することもできる。この場合も、予め膜厚と色との関係を測定しておくことで、膜厚を推定することができる。
修復部28は、修復用にインクジェットヘッドまたはディスペンサーを設けてもよい。
なお、予め定められたパターンよりも狭い範囲にしかインクがない場合には、例えば、修復用のインクジェットヘッドまたはディスペンサーでインクを付与することで修復する。
ステージ30は、まず、ケーシング20の外部から搬送された基板31が載置される開始位置Psに待機する。次に、ステージ30は、版胴24の下方の印刷位置Ppに移動される。次に、印刷後、ステージ30は印刷済みの基板31を載せた状態で終了位置Peに移動され、その後、基板31はケーシング20の外部に取り出される。ステージ30は、終了位置Peから開始位置Psに移動されて、基板31が搬入されるまでの間、待機する。
なお、自然乾燥にて印刷版25の版面25aのインクを乾燥できる場合、乾燥部32を必ずしも設ける必要がない。
なお、イオナイザー33には、静電気除電器を用いることができ、例えば、コロナ放電方式、およびイオン生成方式のものを用いることができる。また、イオナイザー33は、乾燥部32のY方向における下流側に設けたが、画像記録部22により記録される前に、印刷版25の版面25aの静電気を除電することができれば、イオナイザー33を設ける位置は特に限定されるものではない。
図2は、本発明の実施形態の印刷装置の画像記録部を示す模式図である。
画像記録部22に、インクジェット方式を用いたものを例にして説明する。
図2に示すように、画像記録部22は、インクジェットヘッド40と、アライメントカメラ42と、レーザ変位計44とを有し、これらはキャリッジ46に設けられている。このキャリッジ46はリニアモータ48により、版胴24の回転軸24b方向、すなわち、X方向に移動可能であり、インクジェットヘッド40はキャリッジ46により、X方向へ移動可能である。
アライメントカメラ42は、アライメントマークA〜Dを検出することができれば、その構成は特に限定されるものではない。
アライメントマークA、Bの位置情報により、Y方向におけるインクの吐出開始位置(インキング開始位置)、X方向の印刷版の拡縮および印刷版の傾き角度θの情報を得ることができる。アライメントマークA、Cの位置情報により、X方向におけるインクの吐出開始位置(インキング開始位置)およびY方向の印刷版の拡縮の情報を得ることができる。アライメントマークA〜Dの位置情報により、例えば、印刷版の台形歪みの情報、すなわち、台形変形の情報を得ることができる。
また、パターンデータについてのX方向の拡大縮小、Y方向の拡大縮小、傾き、および台形補正は、公知補正方法を用いることができる。
なお、アライメントマークは、少なくとも3つあればよく、X方向の印刷版の拡縮、印刷版の傾き角度θおよびY方向の印刷版の拡縮の情報を得ることができる。アライメントマークが4つあれば、印刷版25の台形歪みの情報も得ることができるため、4つあることが好ましい。さらには、アライメントマークA〜Dの内側にも複数のアライメントマークを設けることにより、非線形の補正を行うことができる。この場合、アライメントマークを用いた補正も公知補正方法を用いることができる。
補正の具体例としては、版胴24の回転軸24bから印刷版25の版面25aまでの距離変動を精密に測定して、その結果に基づいて、転写時の版胴24および基板31の移動相対速度を変化させることが挙げられる。
上述の補正の具体例以外に、例えば、版胴24または環境の温度を測定して、予め作成した版胴24の回転軸24bと印刷版25の版面25aまでの距離と温度との関係のテーブルに基づいて、転写時の版胴24および基板31の移動相対速度を変化させることが挙げられる。
上述の補正の具体例により、版膨潤または版胴径の変化があっても精度よく印刷が可能となる。なお、転写するときに、版側と基板側の送り速度に差を設けると転写パターンの送り方向の寸法が変化することが知られている。
また、レーザ変位計44は、印刷版25の版面25a迄の距離を測定することで、版胴径+版厚の変化を測定することができる。これをY方向の拡大縮小に利用することができる。例えば、版胴24の直径または印刷版25の膜厚が、温度変化により変化するとアライメントマークAとアライメントマークCの間の長さが変化する。この長さの変化をパターンデータの補正に利用することができる。
千鳥配置を適用することで、ノズル41を高密度に配置させることができる。なお、ノズル41を配置する列数は、特に限定されるものではなく、一列でも二列でも、それ以上でもよい。また、ノズル41は、マトリクス状に配置してもよい。
インクジェットヘッド40の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、図3(b)に示す構成でもよい。図3(b)に示すインクジェットヘッド40は、X方向に、複数のヘッドモジュール40aが接続されている。この場合、複数のヘッドモジュール40a一列につなぎ合わせた構成に限定されるものではなく、複数のヘッドモジュール40aを千鳥状につなぎ合わせた構成でもよい。
図3(b)に示すインクジェットヘッド40では、吐出制御部43によりヘッドモジュール40a毎に吐出波形を調整することが可能である。また、ヘッドモジュール40a毎に吐出制御部43を設ければ、吐出制御部43毎に吐出波形を調整することが可能である。
図4は、本発明の実施形態の印刷装置のインク供給機構を示す模式図である。
図4に示すように、画像記録部22において、インクジェットヘッド40は、2つのサブタンク50、58が、それぞれ配管50c、58cを介して接続されている。配管50cには脱気ユニット51が設けられている。脱気ユニット51はインクジェットヘッド40に供給されるインクを脱気するものであり、公知のものを適宜利用することができる。
水位センサ50aは、インクの水位を計測することができれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知のものを適宜利用することができる。
温度調整ユニット50bは、インクの温度を調整するものである。これにより、インクの温度を調整することができる。インクの温度としては、例えば、15℃〜30℃程度であることが好ましい。温度調整ユニット50bは、インクの温度を調整することができれば、その構成は特に限定されるものではなく、公知のものを適宜用いることができる。
水位センサ58aは、水位センサ50aと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。温度調整ユニット58bも温度調整ユニット50bと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
圧力センサ64bにより、サブタンク50とサブタンク58の圧力を測定することができる。圧力センサ64bによるサブタンク50とサブタンク58の各圧力の測定結果を用いることで、インクジェットヘッド40のメニスカス負圧および循環量を制御することができる。
インクタンク52には温度調整ユニット52aが設けられている。温度調整ユニット52aは温度調整ユニット50bと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
また、インクタンク52には、例えば、窒素ガスを充填したボンベ62cが配管62dを介して接続されている。これにより、インクタンク52内に窒素ガスが充填される。
洗浄液ボトル54には温度調整ユニット54aが設けられている。温度調整ユニット54aは温度調整ユニット50bと同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
また、洗浄液ボトル54には、例えば、窒素ガスを充填したボンベ62cが配管62dを介して接続されている。これにより、洗浄液ボトル54内に窒素ガスが充填される。
なお、温度調整ユニット52aでインクの温度を調整することができるが、インクの温度は、サブタンク50のインクの温度>インクタンク52のインクの温度であることが好ましい。
インク52bとしては、インクジェット用のナノメタルインクを利用することができる。具体的には、ULVAC製Agナノメタルインク(Ag1teH(型番)、L−Ag1TeH(型番))、およびAuナノメタルインク(シクロドデセン溶媒)インクジェットタイプを利用することができる。
図5(a)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版の一例を示す模式図であり、(b)は、本発明の実施形態の印刷装置に用いられる印刷版の一例を示す模式的断面図である。
図5(a)に示すように、例えば、印刷版25は、版面25aに、アライメントマークA〜Dが、それぞれ四隅に設けられており、吐出確認エリアT、印刷エリアG11、G12、スピットエリアG、印刷エリアG21、G22、スピットエリアG、印刷エリアG31、G32が形成されている。
スピットエリアGは、インクジェットヘッド40により、通常の吐出動作で、インクを吐出し、吐出確認に利用される領域である。
印刷エリアG11〜G31、G12〜G32の前に、吐出確認のための領域、吐出確認エリアTおよびスピットエリアGを設けることで、印刷エリアG11〜G31、G12〜G32へのインクの吐出を確実にすることができる。
印刷版25としては、樹脂、金属、ガラス等材料は限定されないが、樹脂版を用いると弾性があり、また印圧を下げることができるのでガラス等の脆性材料に印刷することが容易になる。印刷版25としては、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ネオプレンゴム、ハイバロンゴム、ウレタンゴムなどの種種のエラストマが使用できるが、離型性のよいPDMS(ポリジメチルシロキサン)等のシリコーンゴム、およびフッ素ゴム等が望ましい。PDMS(ポリジメチルシロキサン)等を用いることで転写性が向上して、転写後、印刷版25にインクが残ることが抑制されて、印刷版25の洗浄なしでも連続印刷が可能となる。これにより、印刷効率を向上させることができる。
なお、印刷版25は予め定められたパターン状に凹部25bが形成されたものを用いるが、凹部25bは、公知の方法で形成される。
図6に示すように、インクジェットヘッド40に対して、回転ローラ70が配置されている。この回転ローラ70は、回転軸70aを有し、回転軸70aを中心に回転する。回転ローラ70には、その周面70bに、インクジェットヘッド40の洗浄のためのウェブ72が巻きかけられている。このウェブ72は、インクジェットヘッド40のインク52bを取り除くことができれば、特に限定されるものではない。例えば、洗浄部74により洗浄液74aを、インクジェットヘッド40に直接、塗布または噴射して、回転ローラ70を回転させてウェブ72をインクジェットヘッド40に接触させてインク52bを取り除く。また、ウェブ72に洗浄部74により洗浄液74aを噴射して、回転ローラ70を回転させてウェブ72をインクジェットヘッド40に接触させてインク52bを取り除いてもよい。
ウェブ72には、例えば、KBセーレン社製、サヴィーナ(登録商標)、東レ社製、トレシー(登録商標)、および帝人社製、ナノフロント(登録商標)、ミクロスター(登録商標)等のワイピングクロスを用いることができる。
なお、ゴムブレードまたはインクジェットヘッド40に洗浄液を付与して、インクをふき取るようにしてもよい。インクをふき取る時には、サブタンク50、58内の圧力を印刷時の圧力と別に設定することもできる。インク、インクジェットヘッド40またはワイプの条件によって最適な圧力を設定することが好ましい。
なお、ウェブに洗浄液を事前に含ませて、インクをふき取ること、およびインクジェットヘッド40に洗浄液を付与して、インクをふき取ることのうち、少なくとも一方をしてもよい。インクをふき取る時にはサブタンク50、58内の圧力を印刷時の圧力と別に設定することもできる。インク、インクジェットヘッド40またはワイプの条件によって最適な圧力を設定することが好ましい。
ここで、パージとは、インクジェットヘッド40をインク受け77上に配置し、この状態でサブタンク50の圧力を正圧にして、ノズル41からインクを押し出すことである。インク受け77は、キャップ、ワイプ部と共有することもできる。
図7に示すように、メンテナンス部36では、インクジェットヘッド40から吐出されたインク液滴45を観察する吐出観察部76と、インクジェットヘッド40のノズル41(図3(a)参照)を、ノズル41が形成された面側から観察するノズル観察部78とを有する。インク液滴45を受けるインク受け77がインクジェットヘッド40に対向して設けられている。
撮像部76bには、例えば、カメラレンズを備えたカメラを用いることができる。カメラレンズとしては、例えば、光学倍率0.5〜10倍、ワーキングディスタンスが30mm以上のカメラレンズが用いられる。カメラとしては、例えば、100万画素程度以上のモノクロCMOS、CCDを備えるカメラが用いられる。なお、吐出観察部76では、吐出されたインク液滴45の陰を観察するためカラーである必要性はない。
撮像部78aには、例えば、100万画素程度以上のCMOS、CCDを備えるカメラが用いられ、カラー、およびモノクロのいずれも用いることができる。
レンズ78bとしては、例えば、光学倍率0.5〜10倍のカメラレンズが用いられる。カメラレンズには、インクが付着する可能性があるため、カメラレンズには取り替え、またはクリーニングが容易な保護フィルタを設けることが望ましい。
撮像部78aとレンズ78bとは一体でも別体でもよい。一体の場合、例えば、カメラレンズを備えたカメラを用いることができる。
光源78cには、例えば、LED光源を利用することができ、同軸照明またはリング照明等を用いることができる。
図8は、本発明の実施形態の印刷装置で形成される薄膜トランジスタの一例を示す模式図である。
図8に示す薄膜トランジスタ80(以下、TFT80という)は、ゲート電極82と、ゲート絶縁層(図示せず)と、ソース電極86aと、ドレイン電極86bと、半導体層(図示せず)と、保護層(図示せず)とを有する。
TFT80においては、ゲート電極82を覆うように、ゲート絶縁層(図示せず)が形成されている。このゲート絶縁層上にチャネル領域84として所定の隙間をあけて、ソース電極86aとドレイン電極86bとが形成されている。チャネル領域84上に活性層として機能する半導体層(図示せず)が形成されている。半導体層、ソース電極86aおよびドレイン電極86bを覆う保護層(図示せず)が形成されている。
図9(a)は、パターンにインクが付与された状態を示す模式図であり、(b)は、パターンに1回目のインクが付与された状態を示す模式図であり、(c)は、パターンに2回目のインクが付与された状態を示す模式図である。
図10(a)は、パターンにインクが付与された状態を示す模式図であり、(b)は、パターンに1回目のインクが付与された状態を示す模式図であり、(c)は、パターンに2回目のインクが付与された状態を示す模式図である。
なお、図10(a)、(b)において、図9(a)と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
1回目のインク液滴による打滴の後、版面観察部26で版面を撮像して版面撮像データを得て、判定部16にて判定した結果、図10(b)に示すように、1回目のインク液滴により形成されるドット92aにおいて、インクジェットヘッド40の不調等により、大きなドット93aが形成された場合、制御部18により、2回目のインクの打滴の際にインクジェットヘッド40からのインクの吐出量が変更される。これにより、次の2回目にインク液滴を吐出する際、図10(c)に示すように大きなドット93aを囲んで、小さなサイズのドット94aが形成されるようにインク液滴を吐出する。これにより、適正なパターン90を形成することができる。
図11(a)は、パターンにインクが付与された状態を示す模式図であり、(b)は、パターンに1回目のインクが付与された状態を示す模式図であり、(c)は、パターンに4回目のインクが付与された状態を示す模式図である。
例えば、図11(a)に示すパターン90を、4回に分けてインク液滴を打滴して形成する場合、理想的には図11(a)に示すようになる。なお、図11(a)〜(c)において、図9(a)と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
不足部93bを小さくするように、制御部18により、2回目以降のインクの打滴の際にインクジェットヘッド40からのインクの吐出量が変更される。図11(c)に示すように、例えば、2回目で得られるドット94のサイズ、および4回目で得られるドット96のサイズを大きくして、不足部93bを小さくして、パターン90からはみ出したドット95のはみ出した部分は、修復部28のレーザ光線を照射してインクを蒸発させることで、適正なパターン90を形成することができる。
図12(a)は、パターンに4回目のインクが付与された状態を示す模式図であり、(b)は、基板に転写した後の版面を示す模式図であり、(c)は、基板に転写した後の基板を示す模式図である。
なお、図12(a)〜(c)において、図9(a)と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。図12(a)は、図11(c)と同じである。
転写後の印刷版25について版面観察部26で版面を撮像して版面撮像データを得て、判定部16にて判定すると、はみ出した部分97が検出される。次回のパターン形成の際にはみ出した部分97を修復部28にて取り除く。これにより、印刷版25へのパターンの形成を高い精度ででき、ひいては印刷精度を高くすることができる。
図13(a)は、パターンに4回目のインクが付与された状態を示す模式図であり、(b)は、パターンに1回目のインクが付与された状態を示す模式図である。
なお、図13(a)、(b)において、図9(a)と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
このため、各回毎に、インク液滴により形成されるドットの位置を検出することにより、着弾位置のずれを検出することができる。
例えば、図13(b)に示すように、1回目のインクが付与された後、かつ2回目のインクが付与される前に、版面観察部26で版面を撮像して版面撮像データを得て、判定部16にて判定して、ドット92aの位置が検出されれば、1回目のインクの吐出において、ドット92aの設定位置から着弾位置がずれたドット98が検出される。これにより、制御部18で、次回以降のインクの吐出量、吐出密度等を調整することで、適正なパターン90を形成することができる。
また、ドクタリングが不要であり、ドクタリングに伴う印刷版25の版面25aの地汚れを防止し、かつ印刷版25の耐久性も改善することができる。
図14は、本発明の実施形態の印刷方法を説明するための示す模式図である。
上述のように、版胴24を複数回回転させて、各回転毎に、インクをパターン領域内に付与する。図14において、距離は版胴24の回転量を示したものであり、距離が0は、印刷版25の初期位置を示す。
また、図14において、符号100は、インクの吐出するタイミングを示し、符号102はインクを乾燥する区間を示し、符号104は基板31に転写する区間を示す。また、符号106は、複数回印刷する場合、印刷版25の印刷の開始位置を示す。
図14に示す例では、版胴24を4回回転させ、各回転毎にインクを打滴する。インクの打滴毎に、版面観察部26にて印刷版25の版面25aの情報を取得し、判定部16にて判定し、その判定結果に基づいて、制御部18でインクの吐出量、吐出密度が調整されて、次のインクの打滴を実施する。この場合、印刷版25の凹部での不足がある場合には不足部分の周辺のインクの打滴量を多くし、形成されるドットを大きくする。これ以外にも、予め定められたインクの打滴数よりも多くして、打滴密度を高くする。
逆に、印刷版25の凹部で、先のインクの打滴の際に大きなドットとなってしまった場合、インクの打滴量を少なくし、形成されるドットを小さくする。これ以外にも、予め定められたインクの打滴数よりも少なくして、打滴密度を下げる。
また、インクジェットヘッド40が冗長ノズルを有する場合には、冗長ノズルを用いることもできる。
また、例えば、X方向、Y方向ともに1200dpiの場合、1ノズルの隣接画素間距離(最小値)も21.2μmで吐出周波数の要求は低いものの、ノズル数がX方向で600dpiと比べて2倍必要となる。X方向の隣接画素間距離(最小値)は21.2μmとなりX方向着弾干渉の影響が懸念される。
一方、X方向600dpi、Y方向2400dpiの場合、ノズル数は上述のX方向1200dpiと比較して1/2となり、X方向の隣接画素間距離(最小値)は42.3μmとなりX方向着弾干渉の影響は減るものの、Y方向の隣接画素間距離(最小値)が10.6μmとなり、X方向、Y方向ともに1200dpiの場合と比較して2倍の高周波吐出が必要となる。
図15は、本発明の実施形態の印刷方法を示すフローチャートである。
最初に、インクをインクタンクに供給する(ステップS10)。ステップS10では、まず、インクタンクからサブタンクへインクを送液する。そして、サブタンクからインクジェットヘッド40にインクを供給する。
なお、インクの供給に際しては、洗浄液からインクに置換する。洗浄液を窒素ガスでインクジェットヘッド40から出した後、インクを供給することも可能であるが、窒素ガスを巻き込みやすい。このため、インクの供給は洗浄液から置換することが好ましい。
洗浄液からインクに置換に際しては、例えば、サブタンク50の洗浄液を下限まで減らす。次に、サブタンク50にインクを入れ、インクジェットヘッド40内の洗浄液をインクで押し流す。次に、サブタンク50のインクを下限まで減らす。インクジェットヘッド40内の洗浄液をインクで押し流し、サブタンク50のインクを下限まで減らすことを繰り返し行い、洗浄液をインクに置換する。
この場合、インクジェットヘッド40の位置と版位置とのアライメントを行う。まず、アライメントマークA〜Cをアライメントカメラ42で読み取り、その位置を検出する。
次に、X方向の絶対距離を求める。この場合、例えば、アライメントマークA、Bがアライメントカメラ42の視野のX方向で同じ位置になったときのキャリッジ46位置(リニアスケール読み取り値)から算出する。
次に、Y方向の絶対距離を求める。この場合、アライメントマークA、Cのアライメントマークがアライメントカメラ42の視野のY方向で同じ位置になったときのローターリーエンコーダから出力される版胴24の回転位置情報から算出する。なお、Y方向は距離ではなく角度でのアライメント調整になる。
上述のように得られたX方向の距離、Y方向の角度、傾き角度θは記憶部14に記憶される。制御部18では、X方向の距離、Y方向の角度、傾き角度θと、記憶部14に記憶された印刷するパターンデータに対してX方向およびY方向の拡大縮小処理、傾き角度θに基づくパターンデータの回転処理を行い、補正パターンデータを得る。さらには、インクジェットヘッド40からのインクの吐出のタイミングの調整も制御部18にて行う。
この場合、テストパターンの印刷物の評価、または吐出観察にて行う。
テストパターンの印刷の印刷物の評価は、印刷した基板の目視またはスキャナでの評価で行う。また、印刷版25に吐出のみを行い、転写を行わず、印刷版25上のインクをアライメントカメラ42で観察することで実施することもできる。
印刷版25には上述のように吐出確認エリアTを設けており、そこにインクを打滴する。版胴24に吐出確認エリアTを設けて、そこにインクを打滴してもよい。
吐出確認エリアTのインクは、評価後、クリーニング部34で取り除くか、または基板31に転写して取り除く。
吐出確認と合わせて、印刷版25へ打滴したインクの着弾位置の情報を、アライメントカメラ42を用いて取得する。判定部16において、着弾位置のずれを判定し、X方向、Y方向、傾き角度θについて予め定められた範囲から外れている場合には、補正パターンデータの拡大縮小、回転等を再度調整する。
パターンデータまたは補正パターンデータを吐出制御部43に送り、版胴24を回転させて、その時にローターリーエンコーダから出力される版胴24の回転位置情報に基づき、タイミングに合わせて、予め定められた吐出波形でインクを印刷版25に吐出し、インキングを行う。例えば、版胴24を4回回転させて、すなわち、4回走査してパターン領域にインクを付与する。この場合、走査1回毎にスピットを行う。スピットは、印刷版25のスピットエリアGまたは版胴24上に設けたスピットのためのスピットエリア(図示せず)で行う。
スピットのタイミングは、印刷エリアにパターン形成した後であっても、印刷版1枚毎あってもよい。また、印刷版100枚毎のようにある印刷枚数毎に、パージ、ワイプおよびスピットをメンテナンス部36で実施し、さらに吐出確認を行うようにしてもよい。
ここで、図16は本発明の実施形態の印刷方法のうち、吐出検査の工程を示すフローチャートである。
図16に示すように、まず、版面観察部26にて、印刷版に形成されたドットを撮影し、印刷版25の版面25aの情報を取得し(ステップS30)、インキングされた印刷版25の版面撮像データを得る。
次に、記憶部14から、パターンの理想的な状態を示す画像データを読み出し、インキングされた印刷版25の版面撮像データと比較し、予め定められた範囲にあるかを判定する(ステップS32)。
ステップS32において、予め定められた範囲にある場合、次の工程である転写工程(ステップS20)に進む。
ステップS34において、パターンに空隙があり、ドットが足りない場合、空隙の位置を特定し、インクジェットヘッド40を用い、インクを再度吐出し、ドットを形成する。
なお、修復用にインクジェットヘッドまたはディスペンサーを設けている場合には、修復用のインクジェットヘッドまたはディスペンサーを用いて空隙の位置にインクを吐出し、ドットを形成する。
一方、パターンからドットがはみ出している場合、修復部28にてはみ出した領域のドットをはじき飛ばす。これにより、基板31を無駄に消費することなく修復できる。
まず、ステージ30上に基板31を載置しておき、開始位置Psにて待機する。そして、印刷版25のパターンの位置合わせのために基板31のアライメントを行う。
次に、ステージ30を搬送方向Vに移動させて基板31を版胴24の下方の印刷位置Ppに配置する。そして、版胴24を回転させ、印刷版25と基板31の表面31aとを接触させて、印刷版25のインクを基板31に転写する。そして、転写後、ステージ30を搬送方向Vに移動させて、版胴24の下方の印刷位置Ppから基板31を終了位置Peに移動させる。その後、パターンが形成された印刷版25をステージ30から移動させ、ケーシング20の外部に取り出す。
図17は、本発明の実施形態の印刷方法のうち、版検査の工程を示すフローチャートである。転写後の印刷版25を撮像するための版面観察部を上述の版面観察部26と別に設けることもできる。
ステップS22では、版面観察部26を用いて、転写後の印刷版25の版面25aの情報を取得する(ステップS40)。
記憶部14から読み出した、転写後の印刷版25の版面25aの理想的な状態を示す画像データと、転写後の印刷版25の版面25aの版面撮像データとを比較し、予め定められた範囲にあるか判定する(ステップS42)。ステップS42において、予め定められた範囲にあれば、印刷工程を終了する。
なお、パターンよりも広い範囲にインクが残存する場合、インクジェットヘッド40のノズルの吐出観察等を行い、ノズルメンテナンスを行ってもよい(ステップS46)。
また、ドクタリングを不要にして、ドクタリングに伴う印刷版25の版面25aの地汚れ、および印刷版25の耐久性も改善することができる。
12 印刷装置本体
14 記憶部
16 判定部
18 制御部
20 ケーシング
22 画像記録部
24 版胴
25 印刷版
26 版面観察部
28 修復部
30 ステージ
31 基板
32 乾燥部
34 クリーニング部
36 メンテナンス部
40 インクジェットヘッド
42 アライメントカメラ
43 吐出制御部
44 レーザ変位計
46 キャリッジ
48 リニアモータ
50、58 サブタンク
76 吐出観察部
78 ノズル観察部
A〜D アライメントマーク
G スピットエリア
T 吐出確認エリア
G11、G12、G21、G22、G31、G32 印刷エリア
Claims (10)
- 印刷版の版面に、予め定められたパターン状にインクを付与した後、前記パターン状に付与されたインクを基板に転写する印刷装置であって、
前記印刷版の前記版面に前記インクを付与する画像記録部と、
前記インクが付与された前記印刷版の前記版面の情報を取得する版面観察部と、
前記インクが付与された前記印刷版の前記版面の基準となる基準形状の情報が記憶された記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記基準形状の情報と前記版面観察部で得らえた前記インクが付与された前記印刷版の前記版面の情報とを比較し、前記インクが付与された前記印刷版の前記版面が前記基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定する判定部を有し、
前記印刷版の前記版面へのインクの付与は、複数回にわけてなされ、各回毎に前記版面観察部による前記印刷版の前記版面の情報が取得されることを特徴とする印刷装置。 - 前記判定部の判定結果に基づき、前記版面の修復を行う修復部を有する請求項1に記載の印刷装置。
- 前記版面観察部は、前記印刷版に前記予め定められたパターン状に付与された前記インクを前記基板に転写した後の前記印刷版の版面の情報を取得するものであり、
前記判定部は、前記インクの前記基板への転写前後の前記印刷版の版面の情報を用いて前記インクが付与された前記印刷版の前記版面が前記基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定する請求項1または2に記載の印刷装置。 - 前記画像記録部は、インクジェット方式である請求項1〜3のいずれか1項に記載の印刷装置。
- 前記印刷版は、凹版であり、パターン状に形成された凹部に前記インクが付与される請求項1〜4のいずれか1項に記載の印刷装置。
- 印刷版の版面に、予め定められたパターン状にインクを付与した後、前記パターン状に付与されたインクを基板に転写する印刷方法であって、
前記印刷版の版面にインクを付与する工程と、
前記インクが付与された前記印刷版の前記版面の情報を取得する取得工程と、
前記インクが付与された前記印刷版の前記版面の基準となる基準形状の情報と前記インクが付与された前記印刷版の前記版面の情報とを比較し、前記インクが付与された前記印刷版の前記版面が前記基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定する判定工程を有し、
前記印刷版の前記版面へのインクの付与は、複数回にわけてなされ、各回毎に前記印刷版の前記版面の情報が取得されることを特徴とする印刷方法。 - 前記判定工程の結果に基づき、前記版面の修復を行う修復工程を有する請求項6に記載の印刷方法。
- 前記印刷版に前記予め定められたパターン状に付与された前記インクを前記基板に転写した後、前記印刷版の版面の情報を取得する工程と、
前記インクの前記基板への転写前後の前記印刷版の版面の情報を用いて前記インクが付与された前記印刷版の前記版面が前記基準形状に対して予め定められた範囲にあるかを判定する工程とを有する請求項6または7に記載の印刷方法。 - 前記印刷版の版面へのインクの付与は、インクジェット方式でなされる請求項6〜8のいずれか1項に記載の印刷方法。
- 前記印刷版は、凹版であり、パターン状に形成された凹部に前記インクが付与される請求項6〜9のいずれか1項に記載の印刷方法。
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