JP7170310B2 - 環状スクリーン版、環状スクリーン版製造方法及びロータリースクリーンオフセット印刷装置 - Google Patents
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Description
本発明は、接合部を跨いで印刷パターンの連続性を保持した環状スクリーン版とその製造方法を提供することを目的とする。
環状スクリーン版は、前記接合部を跨いで、溝部と配列された貫通孔とが形成されている。
前記環状スクリーン版は、円筒状ロータリースクリーン版又はベルト状ロータリースクリーン版として用いることができ、ロータリースクリーンオフセット印刷装置に使用することができる。
前記帯材の端部にある縁部を除いて、帯材に貫通孔を形成し、
前記貫通孔を形成した後、前記帯材の端部と端部とを接合して環状に形成し、
前記帯材の端部と端部とを接合した後、前記帯材の端部と端部とを接合した接合部を跨いで前記縁部と前記接合部に貫通孔を形成することにより製造することができる。
また、前記帯材の端部と端部とを接合した後、前記接合部を跨いで前記縁部に溝部と溝部とを連結する連結溝を形成する。
この円筒状スクリーン版を形成するためには、ペーストを押し出すための貫通孔あけ加工と、押し出されたペーストを溜めて必要なパターン形状に整えるための溝加工とが既に施された平板を円筒状に成型し、繋ぎ目を溶接する必要がある。
この中で、この溶接部分を跨いでパターンの連続性を保持する技術を確立することが最重要課題であるとの認識に至り、本発明をおこなった。
***円筒状の環状スクリーン版50の構成の説明***
図1に基づいて、円筒状の環状スクリーン版50の全体構成について説明する。
円筒状の環状スクリーン版50は、ロータリースクリーンオフセット印刷装置に用いられるエンドレスメタルマスクスクリーンである。
円筒状の環状スクリーン版50は、ロータリースクリーンオフセット印刷装置による連続パターン印刷用の版として利用される。
図1に示す円筒状の環状スクリーン版50は、板材をリング状にした円筒状スクリーン版である。
環状ベルト51は、穴開き金属ベルトであり、パーフォレーション金属ベルトである。
環状ベルト51は、帯材の端部58と端部58とが接合された接合部56を有する。
外表面52は、平行に形成された複数の溝部60を有する。
図1では、等間隔で平行な3本の溝部60がある場合を示している。
溝部60は、外表面52に形成された連続パターンの具体例である。
溝部60にインクが充填され、インクが転写されることにより、連続パターンが印刷される。
凹部62は、長尺方向に連続して形成されたコ字溝又はU字溝である。
凹部62は、円筒状の環状スクリーン版50の環状ベルト51の外表面52に形成された空間である。
凹部62は、貫通孔66から押し出されたペーストを溜めて所望の形状に整えるための空間である。
溝部60の深さは、環状ベルト51の厚さの30%以上90%以下であり、60%以上90%以下がよく、80%が好適である。
溝部60の幅は、印刷パターンの幅であり、50μm以下が可能であり、100μm、200μm、500μm、又は、その他任意の幅が可能である。
貫通孔66は、円筒形又は矩形をしている。
貫通孔66は、溝部60において所定の配列パターンで配列されている。
貫通孔66は、接合部56にも形成されている。
貫通孔66は、円筒状の環状スクリーン版50を形成した時に、内部にある導電性のペーストをスキージで押して、ペーストを外側に通すための穴である。
貫通孔66のサイズ(直径又は辺長)は、10μm以上30μm以下がよく、20μmが好適である。
エンドリング59は、環状の金属環である。
エンドリング59は、ネジ112により、環状ベルト51を固定している。
エンドリング59は、図示していない駆動機構に対して取り付けられ、円筒状の環状スクリーン版50は、駆動機構により回転する。
図2を用いて、円筒状の環状スクリーン版50の製造方法について説明する。
円筒状の環状スクリーン版50の製造方法は、以下に述べるように、
接合による円筒形成工程S10と、
接合部56を跨いだ溝部形成工程S20と、
接合部56を跨いだ貫通孔あけ加工工程S30と
を有する。
薄板の材料として、金属を適宜選択でき、ニッケル又はステンレスが好適である。
帯材の形成後、図3に示すように、帯材の端部58にある縁部Eを除いて、帯材に貫通孔66を形成する。
縁部Eは、端部58の端面から約10mmの距離までの熱影響を受ける部分である。
また、縁部Eを除いて、図3に示すように、貫通孔66の周囲に帯材の厚さの途中まで溝部60を形成する。
貫通孔66の形成と溝部60の形成は、電鋳加工を用いて同時に実行することが可能である。
あるいは、エッチング加工では、貫通孔66の形成後に溝部60を形成してもよいし、溝部60の形成後に貫通孔66を形成してもよい。
すなわち、円筒状に成型する前の平板の段階で、貫通孔66と溝部60とから構成されるパターンが形成される。
具体的には、溝部60が外側になるように薄平板を円筒状に成形し、薄平板の端部58の端面を突き合わせ、レーザー又は電子ビーム溶接等によって接合する。
図4は、円筒状の環状ベルト51の内表面54を示す図であり、接合部56の周辺拡大図である。
接合部56は、端部58の端面に沿って形成された溶接部である。
貫通孔66は、溝部60に形成されている。
溝部60と貫通孔66は、接合部56と縁部Eには形成されていない。
帯材の端部58と端部58とを接合した後、接合部56を跨いで縁部Eに溝部60を形成する。
接合部56を跨いで縁部Eに溝部60を形成するという意味は、接合部56にも溝部60を形成し、縁部Eにも溝部60を形成するという意味である。
接合部56を跨いで縁部Eに溝部60を形成する場合、インクジェット法によりエッチングマスクを形成して、エッチング加工により溝部60を形成する。
インクジェット法によるエッチングマスク形成による溝部形成工程は、以下のステップS21からステップS24の工程から構成されている。
図5は、インクジェット法により撥液性銀インク塗布・焼成工程を説明する図である。
図5に示すように、縁部Eにおいて、未だ貫通孔、溝加工が施されていない部分で加工を必要とする所定部分に、インクジェット法により、銀インク210を塗布する。
使用する銀インク210は、焼成後に表面が撥液性を示すインクであることが望ましい。
図5では、接合部56の両側にある溝部60と溝部60とを直線状に繋ぐように、銀インク210を塗布している。すなわち、溝部60を形成したい範囲に銀インク210を塗布する。
銀インク210の塗布後に、150℃×30分間の温度・時間で焼成処理を行う。
ただし、銀インク210が焼成されればよいので、この温度・時間に限定されるものではない。
この焼成処理により銀インク210が固化され銀膜211が形成される。
図6は、レジスト液への浸漬・乾燥工程を説明する図である。
銀インク210が固化して銀膜211が形成された後、円筒状の環状ベルト51を、レジスト溶液に浸漬する。
円筒状の環状ベルト51の外側内側を含む全ての表面全体をレジスト液でコーティングして、レジスト膜220を形成する。レジスト膜220はアルカリ性溶液に溶解する膜である。
銀膜221の表面は撥液性を示すので、図6に示すように、レジスト膜220は銀膜211の表面をコーティングしない。
レジスト膜220を生成した後、加熱炉にて乾燥処理をおこなう。
図7は、硝酸溶液とエッチング液への浸漬工程を説明する図である。
レジスト膜220が乾燥・固化した後、酸性の硝酸溶液に浸漬して、銀膜211を溶解除去する。
銀膜211の溶解除去に使用する溶液としては、硝酸以外でも、銀膜211の除去に適したもので、レジスト膜220にダメージを与えるもので無ければ何を使用してもよい。
所定の時間で銀膜211が除去された後、ニッケルあるいはステンレスをエッチングするエッチング液に一定の時間浸漬する。
ニッケルあるいはステンレス表面の銀膜211が除去された部分をエッチング加工により、所望の深さまで溝加工する。
この溝加工により、溝部60と同じ深さで、溝部60と同じ幅の連結溝230を形成する。
溝加工後に、水洗処理する。
図7に示すように、銀膜211が除去された部分に、溝部60と同じ深さでかつ溝部60と同じ幅の連結溝230が形成されている。
銀膜211が除去された部分以外はレジスト膜220で保護されており、レジスト膜220で覆われた部分は化学エッチングされない。
図8は、アルカリ性剥離液に浸漬し、レジスト膜除去工程を説明する図である。
接合部56を跨ぐ連結溝230の形成後、アルカリ性溶液に所定時間の間浸漬し、環状ベルト51を保護していたレジスト膜220を溶解・除去する。
図8では、接合部56の両側にある溝部60と溝部60を接合部56を跨いで繋ぐ連結溝230とが直線状に繋っている場合を示している。
連結溝230は、接合部56と縁部Eとに形成された溝部60であり、連結溝230により環状の溝部60が形成される。
接合部56を跨ぎ溝部60と溝部60を繋ぐ連結溝230には、まだ、貫通孔66は形成されていない。
図9は、レーザーによる貫通孔あけ加工工程を説明する図である。
帯材の端部58と端部58とを接合した後、帯材の端部58と端部58とを接合した接合部56を跨いで縁部Eに貫通孔66を形成する。
接合部56を跨いで縁部Eに貫通孔66を形成するという意味は、接合部56にも貫通孔66を形成し、縁部Eにも貫通孔66を形成するという意味である。
具体的には、接合部56を跨ぐ連結溝230を形成した後、図9の矢印で示すように、レーザー加工により、接合部56を跨ぐ連結溝230に貫通孔66を形成する。
A.接合部56のみに存在する貫通孔661
B.縁部Eのみに存在する貫通孔662
C.一部が接合部56に存在し、一部が縁部E存在する貫通孔663
D.一部が連結溝230に存在し、一部が溝部60に存在する貫通孔664
貫通孔66の直径は、既に形成されている貫通孔66の直径と同じである。
貫通孔66の配列パターンは、既に形成されている貫通孔66の配列パターンと同じである。
最後に、環状ベルト51の両サイドに、エンドリング59をネジ112により固定する。
前述した、製造方法で製造された円筒状の環状スクリーン版50は、以下のような特徴を有する。
円筒状の環状スクリーン版50は、印刷パターンが形成された円筒状ロータリースクリーン版であり、接合部56を有する。
円筒状の環状スクリーン版50は、接合部56を跨いで、印刷パターンが形成されている。
円筒状の環状スクリーン版50は、接合部56を跨いで、溝部60が形成されている。
円筒状の環状スクリーン版50は、接合部56を跨いで、配列された貫通孔66が形成されている。
図10は、円筒状の環状スクリーン版50を使用したロータリースクリーンオフセット印刷装置80の概要斜視図である。
図11は、円筒状の環状スクリーン版50を備えたロータリースクリーンオフセット印刷装置80の概要断面図である。
ロータリースクリーンオフセット印刷装置80は、円筒状の環状スクリーン版50の内表面54から外表面52に向けてインク83を押し出すスキージ82を有する。
スキージ82は、位置が固定されたゴム製又はウレタン製のヘラである。
インク83は、図示していないインク供給器により円筒状の環状スクリーン版50の内表面54に供給される。
ブランケット300は、円筒状の環状スクリーン版50と同一径の円筒形をしている。
ブランケット300は、シリコーン製である。
ワーク100は、一方のローラ搬送ローラ90から巻きだされ、他方のローラ搬送ローラ90に巻きとられる。
ワーク100には印刷ライン102が印刷される。印刷ライン102は、電極パターン又は配線パターンである。
ブランケット300の直線の印刷パターンはワーク100に印刷ライン102として転写される。
実施の形態1の円筒状の環状スクリーン版50によれば、接合部56の均一性、平坦性を保ちつつ、しかも、貫通孔66の配列パターン及び溝部60の連続性を保持することができる。
実施の形態1のロータリースクリーンオフセット印刷装置80によれば、ロータリースクリーン印刷により、電極配線の超高速形成が可能である。また、スクリーンオフセット印刷により、微細化、高集積化が可能である。
図12は、ベルト状の環状スクリーン版50の斜視図である。
図13は、ベルト状の環状スクリーン版50を備えたロータリースクリーンオフセット印刷装置80の概要断面図である。
環状ベルト51は、穴開きステンレスベルトであり、パーフォレーションスチールベルトである。
環状ベルト51の好適な素材は、ステンレス鋼であり、具体的には、SUS304が好ましい。
図12と図13に示すベルト状の環状スクリーン版50の環状ベルト51の構成は、エンドリング59はなく円筒状でない点を除き、既に説明した円筒状の環状ベルト51の構成と同じである。
図12と図13に示すベルト状の環状スクリーン版50は、2個の円筒ローラ88により回転する。
**円筒状スクリーン版の作製**
実施の形態1で説明した製造方法により、以下のような、円筒状スクリーン版を作製した。
A.円筒状スクリーン版の外側円筒外径=100mm
B.環状ベルト51の厚み=150μm
C.溝部60の深さ=120μm
D.配線パターン:筒状スクリーン版の溝部の長手方向とスクリーン版の回転方向MDが平行
作製した円筒状スクリーン版の両端面に固定冶具を固定して回転軸を取り付け、回転軸をロータリースクリーンオフセット印刷装置の軸受けに固定した。
円筒状スクリーンの内側にダイセル社製の銀ペースト(DNS-0404P)100gを入れて、印刷前にスキージを円筒状スクリーン版の内側に軽く触れた状態で三回転させた後、円筒状スクリーン版を水平に設置されたPDMS(Poly Dimethyl Siloxane)製ブランケットに、接触させた後、加重3Kgをかけた。
ブランケットをロータリースクリーンに加圧接触させながら10cm/secの周速度で回転移動させブランケット上に銀ペースト印刷をおこなった。
ブランケット上に印刷された印刷パターンを図14に示す。
図14に示す配線パターンは、ライン幅Lとライン間隔Sを同じにした場合を示している。
図14は、ブランケット上に回転方向MD(Machine Direction)と平行に印刷された配線パターンの写真である。
ブランケット上でペースト溶剤が素早く吸収され、ロータリースクリーン版に形成された溝幅とほぼ同じ幅で印刷ラインが印刷されていることを確認した。
また、接合部を跨いだ部分でも途切れることなく印刷ラインが印刷されていることを確認した。
**円筒状スクリーン版の作製**
実施例1では円筒状スクリーン版の溝部の長手方向とスクリーン版の回転方向MDが平行であったが、実施例2では、溝部の長手方向をMDに対して斜めにした円筒状スクリーン版を作製した。
実施例1と同じ条件にて印刷をおこなった。
ブランケット上に印刷された印刷パターンを図15に示す。
図15に示す配線パターンは、ライン幅Lとライン間隔Sを同じにした場合を示している。
図15は、ブランケット上にMD方向に対して溝部の長手方向が斜めに印刷された配線パターンの写真である。
溝部の長手方向がMD方向に対し斜めであったが、ブランケット上でペースト溶剤が素早く吸収され、ロータリースクリーン版に形成された溝幅とほぼ同じ幅で印刷ラインが印刷されていることを確認した。
また、接合部を跨いだ部分でも途切れることなく印刷ラインが印刷されていることを確認した。
この実施の形態2では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
図16は、実施の形態2の円筒状及びベルト状の環状スクリーン版の製造方法を説明するフローチャートである。
円筒形成工程では、環状ベルト51に、接合部56と端部58と縁部Eを除いて貫通孔66のみを形成して、溝部60を形成しない。
環状溝部形成工程では、環状ベルト51に、銀インクを環状に塗布して、環状の溝部60を形成する。
貫通孔あけ加工工程は、実施の形態1と同様に、接合部56を跨いで貫通孔66を形成する。
図17は、実施の形態2の円筒状及びベルト状の環状スクリーン版の製造方法を説明するフローチャートである。
円筒形成工程では、環状ベルト51に、接合部56と端部58と縁部Eを除いて溝部60のみを形成して、貫通孔66を形成しない。
溝部形成工程では、環状ベルト51に、実施の形態1と同様に、銀インクを塗布して、連結溝230を形成する。
環状に貫通孔あけ加工工程は、環状の溝部60全体に貫通孔66を形成する。
図18は、実施の形態2の円筒状及びベルト状の環状スクリーン版の他の製造方法を説明するフローチャートである。
円筒形成工程では、環状ベルト51に、貫通孔66も溝部60も形成しない。
環状ベルト51は、薄平板を環状にしたものである。
環状溝部形成工程では、図16と同様に、環状ベルト51に、銀インクを環状に塗布して、環状の溝部60を形成する。
環状に貫通孔あけ加工工程は、環状の溝部60全体に貫通孔66を形成する。
この実施の形態3では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態3では、インクジェット法によりマスク形成とレジスト膜形成による連結溝230を形成するのではなく、パルスレーザーによる方法により連結溝230を形成する場合について説明する。
パルスレーザーによる方法では、パルスレーザー光による加熱・蒸散加工により連結溝230を形成する。
実施の形態3では、インクジェット法におけるステップ21~24までの工程を省き、ステップ25において、パルスレーザー光PLにより連結溝230を形成する。
実施の形態3では、環状溝部形成工程S201として、以下に説明するステップ25のパルスレーザー光照射工程を有する。
パルスレーザー光照射工程は、パルスレーザー光を照射して連結溝を形成する工程である。
ステップS25では、円筒形成工程S10で形成された円筒状の環状ベルト51に対してパルスレーザー光PLによるレーザ加工を行う。
図20は、パルスレーザー光照射工程として、パルスレーザー光PLを照射して連結溝230を形成する工程を説明する図である。
スクリーン版に対して、パルスレーザー光PLを照射すると、パルスレーザー光PLにより照射部分が加熱され、照射部分の蒸散により連結溝を形成することができる。
パルスレーザー光PLの出力強度を変えて連結溝230の深さを制御する。
パルスレーザー光PLによる溝加工は、溶接部56の近傍にまである溝部60と同じ深さで加工する。例えば、溝部60の深さが120μmであれば、パルスレーザー光PLによる溝の深さを120μmとし、あるいは、溝部60の深さが60μmであれば、パルスレーザー光PLによる溝の深さを60umの深さにする。
また、パルスレーザー光PLの照射幅を変えて連結溝230の幅を制御する。あるいは、パルスレーザー光PLを2次元方向に移動させて連結溝230の幅を制御する。
図20では、紙面手前の1本目と2本目の連結溝230が完成し、紙面奥の3本目の連結溝230の途中まで形成している場合を示している。図20では、パルスレーザー光PLを実線の矢印の方向に移動させて接合部56を跨いで連結溝230を形成している。さらに、パルスレーザー光PLを破線の矢印の方向に移動させることにより、図8に示す連結溝230が完成する。
以上のように、パルスレーザー光照射工程では、パルスレーザー光PLを照射して、照射部分を加熱・蒸散させて連結溝230を形成する。
パルスレーザー光照射工程により、溝部60と同じ深さで、溝部60と同じ幅の連結溝230を形成することができる。
パルスレーザー光PLによる方法では、実施の形態1で説明したインクジェット法に比べ、少ない処理工程で、図8と同様の連結溝230が形成される。
実施の形態3のパルスレーザー光PLによる加工では、連結溝230を形成する個数分に比例して、処理時間がかかる。
一方、実施の形態1で説明したインクジェット法によるマスク形成法では工程が多いが、マスクパターンを一括形成すれば、同時に複数の連結溝230が形成できる。
パルスレーザー法とインクジェット法の特徴を考慮して、連結溝230の数が多い場合はインクジェット法により連結溝230を形成すればよい。連結溝230の数が比較的少ない場合はパルスレーザー光による方法により連結溝230を形成すればよい。このように、パルスレーザーによる方法とインクジェット法とを状況によって適宜選択して使用すればよい。
前述した環状スクリーン版50は、ロータリースクリーンオフセット印刷装置80とともに、ロータリースクリーン印刷装置にも用いることができる。
貫通孔66の形状は、円筒形に限らず、平行六面体、直方体、又は、その他の形状でもよい。
溝部60の貫通孔66の配列パターンは、千鳥配列、行列配列、模様配列、又は、その他の配列でもよい。
溝部60の貫通孔66の配列パターンは、溝部60に沿った複数の直線配列でもよく、溝部60に沿った1列の直線配列でもよい。
接合部56は、溝部60の方向に対して直交していなくてもよく、溝部60の方向に対して斜めに形成されてもよい。
接合部56は、直線でなくてもよく、波状、折れ線状、ジグザグ状、又は、その他の形状でもよい。
Claims (10)
- 印刷パターンが形成された環状スクリーン版において、
接合部を有し、
前記接合部を跨いで、溝部が形成された環状スクリーン版。 - 印刷パターンが形成された環状スクリーン版において、
接合部を有し、
前記接合部を跨いで、前記印刷パターンが形成され、
前記接合部を跨いで、溝部が形成された環状スクリーン版。 - 前記接合部を跨いで、配列された貫通孔が形成された請求項1又は2に記載の環状スクリーン版。
- 前記環状スクリーン版は、円筒状ロータリースクリーン版又はベルト状ロータリースクリーン版である請求項1から3いずれか1項に記載の環状スクリーン版。
- 請求項1から4いずれか1項に記載の環状スクリーン版を備えたロータリースクリーンオフセット印刷装置。
- 帯材を形成し、
前記帯材の端部にある縁部を除いて、帯材に貫通孔を形成し、
前記貫通孔を形成した後、前記帯材の端部と端部とを接合して環状ベルトを形成し、
前記帯材の端部と端部とを接合した後、前記帯材の端部と端部とを接合した接合部を跨いで前記縁部と前記接合部に貫通孔を形成する環状スクリーン版製造方法。 - 前記帯材の端部と端部とを接合する前に、前記縁部を除いて、前記貫通孔の周囲に前記帯材の厚さの途中まで溝部を形成し、
前記帯材の端部と端部とを接合した後、前記接合部を跨いで前記縁部に前記溝部を連結する連結溝を形成する請求項6に記載の環状スクリーン版製造方法。 - 前記接合部を跨いで前記縁部に前記連結溝を形成する場合、インクジェット法によりエッチングマスクを形成して、エッチング加工により前記連結溝を形成する請求項7に記載の環状スクリーン版製造方法。
- 前記接合部を跨いで前記縁部に前記連結溝を形成する場合、パルスレーザー光による加熱・蒸散加工により前記連結溝を形成する請求項7に記載の環状スクリーン版製造方法。
- 前記接合部を跨いで前記縁部に前記連結溝を形成してから、レーザー加工により、前記連結溝に貫通孔を形成する請求項7又は8に記載の環状スクリーン版製造方法。
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