KR20190016589A

KR20190016589A - 인쇄 장치

Info

Publication number: KR20190016589A
Application number: KR1020197001575A
Authority: KR
Inventors: 신야 마츠바라; 다이시 히토미; 마사유키 아베
Original assignee: 아사히 가세이 가부시키가이샤
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-02-18
Also published as: US11247451B2; CN109963716A; EP3530462A4; CN109963716B; US20200055305A1; EP3530462A1; EP3530462B1; KR102138030B1; TWI670182B; KR20200090961A; EP3789198A1; WO2018074521A1; TW201815593A

Abstract

인쇄 닙의 압입력 변동을 감소시켜서 인쇄 압력의 균일화를 도모하기 위한, 본원의 일 형태에 있어서의 롤 투 롤 방식으로 기재에 인쇄를 행하는 장치는, 인쇄용 잉크를 공급하는 잉크 공급 부재와, 해당 잉크 공급 부재로부터 공급되어 표면에 도포 부착된 잉크의 일부를 기재에 전사하는 블랭킷동(30)과, 해당 블랭킷동(30)의 표면에 도포 부착된 잉크의 일부를 제거하는 판동(40)과, 블랭킷동(30)이 고정되는 받침대(46)와, 판동(40)을 지지하고, 해당 받침대(46) 상을 이동하는 슬라이더(44)와, 해당 슬라이더(44)의 받침대(46)에 대한 이동 저항을 저감시키는 이동 저항 저감 장치(80)와, 판동(40)에 블랭킷동(30)으로의 닙압을 작용시키는 판동 닙 장치(42)를 구비한다.

Description

인쇄 장치

본 발명은, 반전 인쇄 장치나 롤 투 롤 인쇄 장치와 같은 인쇄 장치에 관한 것이다.

근년, 전자 디바이스를 인쇄 방식으로 제조하는 기술이 개발되어 있다. 그 중에서도, 전자 디바이스를 10 마이크로미터 이하라고 하는 고해상도로 인쇄하는 방법으로서, 반전 인쇄법(리버스 오프셋)이 검토되어, 인쇄기의 개발이 진행되고 있다.

인쇄기로 고정밀도의 인쇄를 행하기 위해서는, 인쇄 압력의 균일화를 도모할 필요가 있다. 종래는, 인쇄 닙(대고 누른다는 의미이고, 이하의 명세서 중 또는 도면 중에서 「NIP」라고 표시하는 경우가 있음)의 압입량을 일정하게 함으로써 인쇄 압력의 균일화를 실현하고 있었던 경우가 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조).

일본 특허 공개 제2000-098769호 공보 일본 특허 공개 제2002-036512호 공보 일본 특허 공개 제2011-056778호 공보

그러나, 인쇄 닙의 압입량을 일정하게 해도, 닙 끝의 평면도(평판에 대한)나 원통도(롤에 대한)의 불균일성에 의해 인쇄 압력에 변동이 발생하는 경우가 있다. 또한, 인쇄 닙의 압입력을 일정하게 해도, 닙 동작을 보조하는 가이드(직선 가이드)에서 접동 저항(이동 저항)이 발생하여, 인쇄 압력에 변동이 발생하는 경우가 있다.

본 발명은, 인쇄 닙의 압입력 변동을 감소시켜서 인쇄 압력의 균일화를 도모한 인쇄 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태는, 롤 투 롤 방식으로 기재에 인쇄를 행하는 장치로서,

인쇄용 잉크를 공급하는 잉크 공급 부재와,

해당 잉크 공급 부재로부터 공급되어 표면에 도포 부착된 잉크의 일부를 기재에 전사하는 블랭킷동과,

해당 블랭킷동의 표면에 도포 부착된 잉크의 일부를 제거하는 판동과,

블랭킷동이 고정되는 받침대와,

판동을 지지하고, 해당 받침대 상을 이동하는 슬라이더와,

해당 슬라이더의 받침대에 대한 이동 저항을 저감시키는 이동 저항 저감 장치와,

판동에 블랭킷동으로의 닙압을 작용시키는 판동 닙 장치

를 구비하는 인쇄 장치이다.

이 인쇄 장치에 있어서는, 이동 저항 저감 장치의 작용에 의해, 받침대에 대한 슬라이더의 이동 저항이 저감하고 있는 점에서, 인쇄 닙의 압입력 변동이 억제되어서 감소하기 쉽다. 이것에 의하면, 인쇄 압력의 균일화를 도모할 수 있다.

즉, 지금까지처럼 압입량을 파라미터로 하여 위치 제어하고자 하면 인쇄 압력에 변동이 발생하는 것은 전술한 바와 같지만, 이에 비해, 슬라이더의 이동 저항을 저감한 구성의 인쇄 장치에 의하면, 외인에 의한 인쇄 압력의 변동이 흡수되어서 적어지고, 인쇄 압력을 균일화하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 인쇄의 품질이 향상된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서의 판동 닙 장치는, 닙압을 파라미터로 하여 슬라이더에 압박력을 제어하는 것이어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 이동 저항 저감 장치는, 슬라이더를 받침대로부터 뜨게 하는 에어 분출 장치여도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 판동 닙 장치는, 역점을 통해 슬라이더를 압박하는 것이어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서는, 역점이, 판동의 회전축과 동일한 높이에 배치되어 있어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 슬라이더에, 받침대에 대하여 에어를 분출하는 에어 분출구가 설치되어 있어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 슬라이더가, 에어 패드 또는 에어 가이드를 포함하는 것이어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 에어 분출구는, 슬라이더의 이동 방향에 수직인 대칭 축을 중심으로 하여 선 대칭으로 배치되어 있어도 된다.

인쇄 장치는, 판동을 블랭킷동에 접근하거나 또는 블랭킷동으로부터 이격하는 방향으로만 슬라이더를 안내하는 가이드 부재를 더 구비하고 있어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 가이드 부재는, 블랭킷동의 회전축과 수직인 방향으로 슬라이더를 안내하는 것이어도 된다.

상기의 인쇄 장치에 있어서, 에어 패드는, 슬라이더 및 해당 슬라이더에 적재되는 장치의 무게 중심으로부터 등거리에 배치되어 있어도 된다.

본 발명의 일 형태인 반전 인쇄 장치는, 상기의 인쇄 장치에 있어서, 판동을 세정하여 판동에 부착된 잉크를 벗겨내는 판 세정 부재를 더 구비하고, 기재에 심리스하게 반전 인쇄를 행한다는 것이다.

이 반전 장치에 의하면, 블랭킷동의 표면에 도포 부착된 잉크 중 일부를 판동에 의해 제거하고, 남은 잉크를 기재에 전사한다. 블랭킷동은, 회전하면서 전사함으로써, 롤 투 롤 방식으로 기재에 심리스하게 연속하여 인쇄를 행할 수 있다.

또한, 이 반전 인쇄 장치에서는, 판동에 부착된 잉크를 판 세정 부재에 의해 벗겨내면서 반전 인쇄를 행하는 점에서, 판동에 의해 잉크의 일부를 제거하는 기능을 유지하여 반전 인쇄를 연속하여 행하는 것이 가능하다.

상기의 반전 인쇄 장치에 있어서, 판동과, 블랭킷동과, 해당 블랭킷동에 기재를 압접시키는 압동이 직선상으로 배치되어 있어도 된다.

상기의 반전 인쇄 장치에 있어서, 판동의 회전축과, 블랭킷동의 회전축과, 압동과, 해당 블랭킷동에 기재를 압접시키는 압동이 수평면 상에 배치되어 있어도 된다.

상기의 반전 인쇄 장치에 있어서, 블랭킷동의 회전축이 고정되고, 판동이 블랭킷동에 대하여 상대 이동 가능하게 설치되어 있어도 된다.

상기의 반전 인쇄 장치에 있어서, 판 세정 부재가, 판동과 일체적으로 설치되어 있어도 된다.

상기의 반전 인쇄 장치에 있어서, 블랭킷동이 PDMS로 구성되어 있어도 된다.

상기의 반전 인쇄 장치에 있어서, 블랭킷동을 중심으로, 잉크 공급 부재, 판동, 압동이 블랭킷동의 회전 방향으로 이 순으로 배치되어 있어도 된다.

본 발명의 일 형태에 관한 인쇄 장치는, 기재를 풀어내는 조출 유닛과, 해당 조출 유닛으로부터 풀어내어진 기재에 중첩 인쇄를 행하는 복수의 인쇄 유닛과, 해당 인쇄 유닛으로 인쇄된 기재를 권취하는 권취 유닛을 구비하고, 롤 투 롤 방식으로 기재에 심리스하게 인쇄를 행하는 롤 투 롤 인쇄 장치로서,

기재를 반송하는 구동 롤과,

해당 구동 롤을 구동하는 구동 롤 액추에이터와,

구동 롤과 구동 롤 사이에 배치되어, 기재의 패스 라인 길이를 변화시켜서 기재의 장력을 변화시키는 단차 액추에이터와,

기재의 장력을 검출하는 장력 검출 장치와,

2단째 이후의 인쇄 유닛에 의해 기재에 중첩 인쇄된 부분의 화상을 검출하는 화상 검출 장치와,

해당 장력 검출 장치의 검출 결과 및 화상 검출 장치의 검출 결과에 따라서 구동 롤 액추에이터와 단차 액추에이터를 제어하고, 기재의 장력 변동을 보상하는 장력 제어 장치

를 구비하고,

장력 제어 장치에 의해 기재의 장력 변동을 보상하여 장력 변동이 억제된 정상 상태를 만들어 내고,

복수의 인쇄 유닛에 있어서의 인쇄 위치의 차인 얼라인먼트 오차를 단차 액추에이터에 의해 저감시켜서 얼라인먼트 정밀도를 향상시킨다는 것이다.

단차 액추에이터는 물리적인 마찰 저항을 경감하는 등 응답성이 우수한 구성이기 때문에, 통상의 단차보다도 즉응성이 높은 고정밀도의(감도가 높은) 액추에이터 성능을 갖는 것을 채용함으로써, 감도 특성의 차가 생겨, 단차 및 해당 단차를 구동하는 액추에이터와 같은 종전의 조합보다도 높은 정밀도로 기재의 장력을 제어하여 장력 변동을 억제하는 것이 가능하다. 따라서, 종래, 일반적으로는 액추에이터에 의해 구동 롤을 변위시켜서 장력 제어하고, 장력 변동을 보충한다는 것이 행하여지고 있는 것에 비해, 본 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치에 의하면, 단차 액추에이터를 사용하여 더욱 미세하게 장력 제어함으로써, 장력 변동을 고정밀도로 행할 수 있다.

더하여, 복수 있는 인쇄 유닛의 2단째 이후를 사용하여 중첩 인쇄를 하는 본 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서는, 중첩 인쇄의 어긋남을 검출한 다음, 장력 변동을 보상하는 역할을 가동 범위 제약이 없는 구동 롤에 맡겨, 장력 변동을 억제한 정상 상태를 만들어 낸 다음, 단차 액추에이터에 의해 얼라인먼트 정밀도를 높이는 제어 기구를 구성하고 있는 점에서, 기재의 장력을 미세하게 제어함으로써 중첩 인쇄의 얼라인먼트 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

단차 액추에이터는 연속하는 2개의 구동 롤 사이에 배치되어 있어도 된다.

장력 제어 장치는, 단차 액추에이터에 의해, 당해 단차 액추에이터의 후단에 배치된 구동 롤의 구동 롤 액추에이터에 대하여 피드포워드 제어해도 된다.

본 발명에 따르면, 인쇄 닙의 압입력 변동을 감소시켜서 인쇄 압력의 균일화를 도모할 수 있다.

도 1은, 반전 인쇄 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는, 인쇄 장치의 부분 확대도이며, 클리닝 필름을 포함하는 판 세정 부재인 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은, 롤 투 롤 인쇄 장치를 구성하는 각 장치와, 기재(필름)의 반송 경로의 개요를 도시하는 도면이다.
도 4는, 인쇄 장치에 있어서의 슬라이더(판동 지지 부재)의 이동 저항 저감 장치의 구성예를 나타내는 전방 우측 상방으로부터의 사시도이다.
도 5는, 인쇄 장치에 있어서의 슬라이더(판동 지지 부재)의 이동 저항 저감 장치의 구성예를 나타내는 후방 우측 상방으로부터의 사시도이다.
도 6은, 인쇄 장치에 있어서의 슬라이더(판동 지지 부재)의 이동 저항 저감 장치의 구성예를 나타내는 후방 좌측 상방으로부터의 사시도이다.
도 7은, 인쇄 장치에 있어서의 슬라이더(판동 지지 부재)의 이동 저항 저감 장치의 구성예를 나타내는 전방 좌측 상방으로부터의 사시도이다.
도 8은, 판동과 그 구동원의 구성예를 나타내는 전방으로부터 본 도면이다.
도 9는, 도 8에 나타내는 장치의 측면도이다.
도 10은, 도 8에 나타내는 장치의 평면도이다.
도 11은, 판동 닙 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 12는, 에어 패드의 사시도이다.
도 13은, 가이드 부재 및 에어 가이드의 사시도이다.
도 14는, 가이드 부재 및 에어 가이드의 정면도이다.
도 15는, 인쇄 장치의 시작전에 있어서의 슬라이더 이동 저항의 목표값과, 시작 후의 달성값을 나타내는 표이다.
도 16은, (A) 종전의 인쇄 장치(상용 NIP)에 있어서의 판동 이동 장치의 이동 저항과, (B) 본 발명의 실시예에 있어서의 인쇄 장치의 슬라이더의 이동 저항을 나타내는 그래프이다.
도 17은, 본 발명의 실시예에 있어서의 인쇄 장치의 인압 변동을 나타내는 그래프이다.
도 18은, 롤 투 롤 인쇄 장치를 구성하는 각 장치와, 기재(필름)의 반송 경로의 개요를 도시하는 도면이다.
도 19는, 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서의 장력 제어의 제1 고도화 방법에 있어서의 제어 모델을 도시하는 도면이다.
도 20은, 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서의 장력 제어의 제2 고도화 방법에 있어서의 제어 모델을 도시하는 도면이다.
도 21은, 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서의 장력 제어의 제3 고도화 방법에 있어서의 제어 모델을 도시하는 도면이다.
도 22는, 복수의 인쇄 유닛으로 중첩 인쇄하는 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서의 장력 제어와 얼라인먼트 제어의 협조 제어에 대하여 설명하는 도면이다.
도 23은, 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서의 장력 제어의 제4 고도화 방법에 있어서의 제어 모델을 도시하는 도면이다.
도 24는, 전체 최적화(유닛 간에서의 간섭을 고려한 협조 제어)에 관한 개요를 도시하는 도면이다.

[제1 실시 형태]

이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 적용한 롤 투 롤 인쇄 장치의 적합한 실시 형태를 상세하게 설명한다(도 1 내지 도 14 참조).

롤 투 롤 인쇄 장치(1)는, 조출 장치(2), 반전 인쇄 장치(3), 권취 장치(4) 등으로 구성되는 장치이다(도 3 참조). 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서는, 먼저, 롤상으로 되어 있는 기재 B를 조출 장치(2)에 의해 풀어내고, 각종 롤러(5) 등을 포함하는 반송 장치에서 반전 인쇄 장치(3)로 반송하여, 반전 인쇄를 행한다. 인쇄 후, 기재 B를 반송 장치에서 권취 장치(4)까지 반송하여, 롤상으로 권취한다.

기재 B는, 예를 들어 가요성 필름으로 구성되어 있고, 반전 인쇄 장치(3)에 있어서 그 표면에 인쇄된다. 당초, 기재 B는 감겨서 롤상으로 되어 있고, 조출 장치(2)에 의해 해당 롤로부터 풀어내어지고, 소정의 경로를 따라 인쇄 공정으로 보내져(도 1 중의 화살표 참조), 반전 인쇄 장치(3)에 의해 잉크 패턴이 전사되어서 인쇄된다. 인쇄 공정을 거친 후에는 특별히 도시는 하고 있지 않지만, 건조 공정, 장력 검출 공정 등을 거쳐, 권취 장치(4)에서 롤상으로 권취된다.

반전 인쇄 장치(3)는, 기재 B에 인쇄를 하는 장치이다. 본 실시 형태의 반전 인쇄 장치(3)는, 잉크 공급 부재(20), 블랭킷동(30), 판동(40), 판 세정 부재(50)를 구비하고 있고(도 1 참조), 추가로, 압동(60) 등을 구비하고 있다(도 2 참조).

잉크 공급 부재(코팅 장치)(20)는, 블랭킷동(30)에 인쇄용 잉크 K를 공급하는 부재(장치)이다. 예를 들어 본 실시 형태의 잉크 공급 부재(20)는, 블랭킷동(30)의 바로 아래(연직 방향 하측)에 배치되고, 블랭킷동(30)을 향하여 잉크 K를 도포하는 슬릿 다이 코터(「슬롯 다이 코터」라고도 함)로 구성되어 있지만, 배치, 구성 모두 이것은 적합한 예에 지나지 않는다.

블랭킷동(30)은 회전하면서, 기재 B의 표면에 잉크 K를 전사하는 부재이다. 블랭킷동(30)의 표면에 도포 부착된 잉크 K의 일부는 판동(40)에 의해 제거된다. 제거되지 않고 블랭킷동(30)의 표면에 남은 잉크 K는, 기재 B에 전사된다(도 2 등 참조). 블랭킷동(30)은, 부드러워서 변형되기 쉬운 재질, 예를 들어 PDMS(폴리디메틸실록산) 잉크의 일부를 패턴대로 제거하는(패턴 제외) 부재이다. 본 실시 형태의 판동(40)은 베어링(41b, 41c)에 의해 축받이된 회전축(41a)과 함께 블랭킷동(30)과 역방향으로 회전하면서, 그 표면을 블랭킷동(30)의 표면에 접촉시켜서 잉크의 불필요 부분을 제거한다(도 1, 도 2, 도 8 내지 도 10 참조).

또한, 판동(40)은 커플링(48)을 통해 판동 회전 모터(47)와 접속되어 있고, 해당 판동 회전 모터(47)에 의해 구동되어 회전한다(도 8 참조).

판 세정 부재(50)는, 판동(40)에 부착된 잉크 K를 벗겨내서 세정하는 부재이다. 판 세정 부재(50)의 구체예는 특별히 한정되는 것은 아니지만(도 1 참조), 예를 들어 도 2에 도시하는 판 세정 부재(50)는, 클리닝 필름(51)과, 해당 클리닝 필름(51)을 판동(40)에 압박하는 롤러(52)로 구성되어 있다(도 2 참조). 클리닝 필름(51)은, 예를 들어 편면에 점착성을 갖는 아크릴계 점착제가 형성된 폴리올레핀 필름으로 구성되어 있다.

판 세정 부재(50)는, 판동(40)과 일체적으로 설치되어 있어도 된다. 이러한 경우, 판동(40)과 판 세정 부재(50)가 일체가 되어 움직이는 구성으로 할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 받침대(46) 상에 직동 가능하게 설치되어 블랭킷동(30)에 접근 이반하는 슬라이더(판동 지지 부재)(44)에 판동(40)이 회전 가능하게 적재되어 지지되어 있고, 또한 판 세정 부재(50)도 또한 슬라이더(44)에 적재되거나, 또는 설치되어 있다(도 1 참조). 이 반전 인쇄 장치(3)에 있어서는, 슬라이더(44)의 위치에 관계없이 판 세정 부재(50)와 판동(40)의 상대 위치가 일정하므로, 판동(40)에 대한 판 세정 부재(50)의 접촉 압력을 일정하게 유지하기 쉽다.

또한, 본 실시 형태에서는, 판동(40)과 판 세정 부재(50)를 슬라이더(44)와 함께 이동시키는 구조로 하고, 블랭킷동(30)의 회전축 위치를 고정하고 있는 점에서, 인쇄 정밀도를 확보하기 쉽다.

판동 닙 장치(42)는, 판동(40)을 블랭킷동(30)의 표면에 압박하는 장치이다. 상술한 바와 같이 판동(40)은 슬라이더(44)에 회전 가능한 상태로 적재되어 있고, 판동 닙 장치(42)는, 슬라이더(44)를 이동 방향 D의 전방(본 명세서에서는, 판동(40)에서 보아 블랭킷동(30)이 있는 측을 「전방」, 이것과는 반대측을 「후방」이라고 칭하는 경우가 있음)으로 직선적으로 이동시켜, 블랭킷동(30)의 표면에 판동(40)을 적당한 힘으로 압박한다(도 1 참조). 이렇게 기능하는 판동 닙 장치(42)는, 잉크 제거 제어, 초고정밀도의 인압 제어를 가능하게 한다. 또한, 본 실시 형태의 판동 닙 장치(42)는, 닙압(닙 동작에 의해 닙 대상이 실제로 받고 있는 압력을 말함)을 파라미터로 하여 슬라이더(44)로의 압박력을 제어하도록 구성되어 있고, 인쇄 닙의 압입력을 일정하게 하는 것이 아닌 당해 닙압을 매개로 하여 제어하는 점에서, 인쇄 압력의 변동이 적다. 이것에 의하면, 초고정밀도의 인압 제어를 실현할 수 있다.

또한, 판동 닙 장치(42)는, 받침대(46)에 대한 상대 위치가 변함없는 양태에서, 당해 판동 닙 장치(42)로부터 슬라이더(44)로 전방을 향하여 힘을 작용시키는 점(본 명세서에서는 「역점」이라고 하고, 도면 중에서는 부호 42E로 나타냄)을 통해 슬라이더(44)를 압박하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 판동 닙 장치(42)는, 역점(42E)이 판동(40)의 회전축과 동일한 높이에 배치되어 있다. 이렇게 구성된 반전 인쇄 장치(3)에 의하면, 역점(42E), 판동(40)의 회전축, 그리고 판동(40)과 블랭킷동(30)의 접촉 영역이 동일 평면 내에 위치하여, 보다 균일하게 닙압을 작용시킬 수 있다.

또한, 판동 닙 장치(42)에 의해, 판동(40)의 이동 가능 범위 즉 슬라이더(44)의 직동 가능한 범위를 제한할 수 있다. 이렇게 슬라이더(44) 및 판동(40)의 직동 가능한 범위를 제한함으로써 그의 스트로크 폭이 규제되어, 보다 균일한 압력으로 판동(40)을 블랭킷동(30)에 콘택트시키는 것이 가능하게 된다.

압동(60) 및 압동 닙 장치(62)는, 기재 B를 블랭킷동(30)의 표면에 압박하는 장치이고, 상술한 판동 닙 장치(42)와 동일한 방법으로 전사의 안정화 제어, 초고정밀도의 인압 제어를 가능하게 하고 있다. 구체적인 구성은 이하와 같다. 롤러상의 압동(60)은, 프레임(66) 상을 직동 가능한 압동 지지 부재(64)에 회전 가능하게 적재되어 있다. 압동 닙 장치(62)는, 압동 지지 부재(64)를 직선적으로 이동시켜서 압동(60)을 압박하고, 기재 B를 그의 이측으로부터 블랭킷동(30)의 표면에 적당한 힘으로 압박한다(도 1 참조). 압입량을 일정하게 하는 제어이면 압력에 변동이 생기고, 인쇄의 정밀도에 영향이 생길 수 있는 것에 비해, 상술한 바와 같이 기능하는 압동 닙 장치(62)는, 전사의 안정화 제어, 초고정밀도의 인압 제어를 가능하게 한다.

또한, 블랭킷동(30), 판동(40) 등의 배치는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에서는, 상술한 판동(40)과, 블랭킷동(30)과, 해당 블랭킷동(30)에 기재 B를 압접시키는 압동(60)을 하나의 수평면 상에 배열하도록 직선상으로 배치하고, 동일 평면 상에서, 블랭킷동(30)으로부터의 잉크 제거와, 블랭킷동(30)으로부터 기재 B로의 잉크 전사를 동일한 수평면 상에서 행하는 것으로 하고 있다(도 1 참조). 이러한 경우, 하중의 오프셋이 없는 점에서, 블랭킷동(30), 판동(40), 압동(60)에 쓸데없는 굽힘 모멘트가 발생하지 않고, 블랭킷동(30)을 중심으로 한 좌우 하중의 밸런스를 취하기 쉽다.

계속해서, 이동 저항 저감 장치(80)에 대하여 설명한다(도 4 내지 도 7 등 참조). 또한, 도 4 내지 도 7 중에 있어서의 부호 53, 54는 판 세정 부재(50)를 구성하는 별도의 롤러, 부호 55는 롤러(54) 등을 구동하는 모터이다.

이동 저항 저감 장치(80)는, 슬라이더(44)의 받침대(46) 상에서의 이동 저항을 저감시키는 장치이다. 본 실시 형태의 이동 저항 저감 장치(80)는, 에어 분출 장치(70)를 구비하는 장치로서 구성되어 있다.

에어 분출 장치(70)는, 분출한 에어를 이용하여 슬라이더(44)를 받침대(46)로부터 뜨게 하기 위한 장치이다. 본 실시 형태의 에어 분출 장치(70)는, 에어 패드(89), 에어 분출구(90)를 구비하고, 추가로 에어 가이드(91)를 구비한다.

판동 닙 장치(42)의 에어 공급부(82)는, 압축된 에어(압축 에어)를 도입하고, 피스톤(83)로 보내온다.

피스톤(83)에 공급된 압축 에어는, 에어 베어링(84B), 혹은 서보 밸브(86)를 경유하여 배기부(87)로부터 배출된다.

에어 베어링(84B)은, 작동 유체에 압축 에어를 사용한, 피스톤(83)의 미끄럼 베어링(공기 베어링)이다.

위치 센서(85S)는, 슬라이더(44)의 위치를 검출하는 장치이다. 위치 센서(85S)에 의해 검출된 위치 정보는, 제어 장치(88)로 송신된다.

서보 밸브(86)는, 제어 장치(88)로부터의 명령 신호를 따라 개폐하는 밸브이다. 이 서보 밸브(86)의 개폐를 제어함으로써, 공기압이 조정된다.

배기부(87)는, 에어 베어링(84B)으로부터 분출되는 에어 이외의 에어를 필요에 따라서 장치 외로 배출한다.

제어 장치(88)는, 서보 밸브(86) 등을 제어하는 장치이다. 본 실시 형태의 제어 장치(88)는, 위치 센서(85S)가 검출한 위치 정보, 판동 닙 장치(42)에 의한 판동(40)의 압력에 관한 정보(하중 정보)를 수신하고, 이것들에 기초하여 서보 밸브(86) 등의 액추에이터를 피드백 제어한다(도 11 참조).

에어 패드(89)는, 슬라이더(44)의 하부에 설치되어, 받침대(46)에 접촉하는 부재이다. 슬라이더(44)가 받침대(46)로부터 부상하고 있을 때를 제외하고, 에어 패드(89)는, 받침대(46) 상에 접하는 다리부로서 기능한다(도 8 등 참조).

에어 분출구(90)는, 에어 분출 장치(70)로부터 받침대(46)를 향하여 에어를 분출하는 개구부이다. 본 실시 형태에서는, 에어 패드(89)의 저면에 에어 분출구(90)를 설치하고, 당해 에어 패드(89)의 저면으로부터 받침대(46)를 향하여 에어를 분출하도록 하고 있다(도 8, 도 12 등 참조).

또한, 에어 패드(89)는, 예를 들어 슬라이더(44) 및 해당 슬라이더(44)에 적재된 판동(40), 판 세정 부재(50) 등의 중량의 무게 중심(이하, 장치 무게 중심이라고 하고, 도면 중에 있어서 부호 C로 나타냄)에 대하여 균등하게 배치되는 등, 각 에어 패드(89)에 작용하는 하중이 균일해지도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 3개의 에어 패드(89)를, 이들 3개의 에어 패드의 3점으로 이루어진 삼각형(이등변 삼각형)의 무게 중심이 장치 무게 중심 C에 일치하도록 배치하고, 슬라이더(44) 및 그의 적재 장치의 중량을, 3군데의 에어 패드(89)에 설치된 협소한 영역의 에어 분출구(90)에서 밸런스 좋게 지지되도록 하고 있다(도 10 참조).

또한, 각 에어 패드(89)가, 슬라이더(44) 및 해당 슬라이더(44)에 적재되는 장치의 무게 중심(즉 장치 무게 중심 C)으로부터 등거리에 배치되어 있어도 된다. 또한, 에어 분출구(90)는, 슬라이더(44)의 이동 방향 D에 수직인 대칭축 SA를 중심으로 하여 선 대칭으로 배치되어 있어도 된다(도 10 참조).

에어 가이드(91)는, 받침대(46)에 설치된 직선상의 가이드 부재(49)에 안내되어서 슬라이더(44)를 직선적으로 이동시키는 부재이다(도 8 내지 도 10, 도 13 등 참조). 본 실시 형태에서는, 단면 T형의 가이드 부재(49)로, 해당 가이드 부재(49)를 덮는 단면 채널 형상의 에어 가이드(91)를 안내하여 슬라이더(44)를 직선적으로 이동시킨다.

가이드 부재(49)는, 판동(40)을 블랭킷동(30)에 접근하거나 또는 블랭킷동(30)으로부터 이격하는 방향으로만 슬라이더(44)를 안내하도록 설치되어 있다. 본 실시 형태의 가이드 부재(49)는, 블랭킷동(30)의 회전축과 수직인 방향으로 슬라이더(44)를 안내한다(도 9, 도 10 등 참조).

에어 가이드(91)에 에어 분출구(90)가 설치되어 있어도 된다. 본 실시 형태에서는 에어 가이드(91)의 내측면에 에어 분출구(90)를 설치하고, 에어 가이드(91)의 내측을 향하여 에어를 분출하는 구성으로 하고 있다(도 8, 도 14 참조). 또한, 에어 분출구(90)로부터의 에어 분출 방향은 특별히 한정되는 것은 아니고, 요는, 에어 가이드(91)의 내부 스페이스를 향하여 에어를 분출하도록 에어 분출구(90)가 구성되어 있으면 된다(도 14 참조). 에어 가이드(91)의 내부 스페이스를 향하여 분출된 에어는, 그의 압력에 의해 슬라이더(44) 등을 부상시킨다. 또한, 에어 분출구(90)로부터 분출된 에어는, 에어 가이드(91)와 가이드 부재(49) 사이에서 외부로 누설된다(도 14 등 참조).

이상과 같이 구성된 이동 저항 저감 장치(80)를 구비한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서는, 받침대(46) 상에 있어서의 슬라이더(44)의 이동 저항, 요컨대 이동 시에 있어서의 마찰 저항을 극소화할 수 있다. 이것에 의하면, 압력이나 위치의 변동을 흡수하기 쉽고 추종성이 우수하며, 판동(40)의 인쇄 닙의 압입력 변동이 억제되어서 감소하기 쉬운(기기의 설계 등에 의하지만, 일례를 들면, 압력의 변동이 0.02N 이하가 되는) 점에서, 판동(40)과 블랭킷동(30)을 균일하게 콘택트시켜서 압력의 균일화를 도모할 수 있다. 또한, 종전의 인쇄 장치에서와 같이 인쇄 닙의 압입량을 관리하는 작업은 불필요하다.

또한, 상술한 실시 형태는 본 발명의 적합한 실시의 일례이기는 하지만 이것에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지 변형 실시 가능하다. 예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 에어 분출 장치(70)(에어 패드(89), 에어 분출구(90), 에어 가이드(91))를 구비하고, 슬라이더(44)의 이동 시의 저항을 에어를 이용하여 저감시키는 구성의 이동 저항 저감 장치(80)를 설명했지만 이것은 적합한 일례에 지나지 않고, 이 밖의 구성에 의해 이동 시의 저항을 저감시킬 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들면, 볼 나사나 롤러와 같은 구름 저항이 낮은 전동체를 사용하여 이동 저항 저감 장치(80)를 구성하고, 마찰 저항을 저감시킬 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는 에어 패드(89)가 3개인 경우를 예시했지만 이것은 적합한 일례에 지나지 않고, 4개 이상의 에어 패드(89)를 배치할 수도 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 본 발명에 따른 인쇄 장치를, 반전 인쇄 장치(3)를 갖는 장치에 적용한 형태를 나타냈지만 이것은 적합한 일례에 지나지 않는다. 이밖에, 예를 들어 롤을 구비하고, 해당 롤의 닙압을 일정하게 하는 요청이 있는 인쇄 장치(반전 인쇄가 아닌 장치)에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다.

<실시예 1>

발명자는, 슬라이더(44)의 이동 저항, 인압의 변동 각 항목에 있어서 목표값을 설정한 다음, 이동 저항 저감 장치(80)를 구비한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)를 비롯하여 각 항목의 실제값(달성값)을 측정하고, 종전의 인쇄 장치(이하, 「상용 NIP」라고 칭함)와 비교하였다(도 15 등 참조).

접촉 가이드식의 상용 NIP의 경우, 판동을 이동시키는 장치의 이동 저항은 0.68[N]이었던 것에 비해, 본 예의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 슬라이더(44)의 이동 저항은 0.03[N]이었다(도 16 참조). 이 결과, 본 예에 의하면, 상용 NIP에 대하여, (0.03-0.68)/0.68의 계산 결과로부터, 이동 저항이 95％ 저감한 것이 확인되었다. 덧붙여서 말하면, 이동 저항 0.03[N]이라고 하는 것은 1엔짜리 3장(3[g])의 힘으로 움직이는 레벨이고, 초고정밀도 인압 제어의 실현을 가능하게 한다.

또한, 설정 하중 50[N], 압박 시간 0.5[sec]에서의 하중 정밀도(설정 하중에 대한 하중의 흔들림 폭)을 측정한 바, 0.02[N] 이하였다(도 17 참조). 이 결과, 인압의 변동은, 0.02/50의 계산 결과로부터, 0.04％가 된 것이 확인되었다. 또한, 도 16, 도 17 중의 각 용어에 대하여 설명해 두면, InP Pos: 위치 지령, FB Pos: 위치 피드백, Inp Frc: 하중 지령, FB Frc: 하중 피드백이다.

이상으로부터, 본 예에 관한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)가, 목표값을 대폭으로 상회하는 이동 저항 및 인압 변동을 달성하는 것이 확인되었다(도 15 참조). 또한, 이상으로부터, 본 예에 관한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)가, 상용 NIP를 대폭으로 초과하는 초고정밀도 인압 제어 기술을 확립할 수 있는 것이 확인되었다.

[제2 실시 형태]

반전 인쇄 장치(3)는, 롤 투 롤 인쇄 장치(1)를 구성하는 장치의 하나로, 기재 B에 심리스하게 반전 인쇄를 행하는 장치이다. 이하에서는, 먼저 롤 투 롤 인쇄 장치(1)의 개략을 설명하고, 그 후 반전 인쇄 장치(3)에 대하여 설명한다.

반전 인쇄 장치(3)는, 기재 B에 인쇄를 하는 장치이다. 본 실시 형태의 반전 인쇄 장치(3)는, 잉크 공급 부재(20), 블랭킷동(30), 판동(40), 판 세정 부재(50)를 구비하고 있고(도 1 참조), 추가로 압동(60), 인쇄 왜곡 검출 카메라(71) 등을 구비하고 있다(도 2 참조).

블랭킷동(30)은, 코어 금속은 금속 롤인데, 최표면은 부드러워서 변형되기 쉬운 재질의 층을 갖고, 예를 들어 PDMS(폴리디메틸실록산)로 구성되어 있다. PDMS에 의하면, 반전 인쇄용 잉크의 용매를 흡수하기 때문에, 짧은 시간에 잉크를 반건조 상태로 하고, 잉크를 고체에 가까운 상태로 하기 때문에, 잉크를 부수어, 잡아늘리는 일없이, 패턴 제거하는 것이 가능하게 된다. 또한, PDMS는, 공업 분야에서 복제품의 제작 시에 형 뜨기의 모형에 사용되는 재료이며, 그 때문에 이형성이 우수해서, PDMS로부터 필름으로의 전사를 하기 쉽다고 하는 이점도 있다.

판동(제거판)(40)은, 블랭킷동(30)의 표면에 도포 부착된 잉크의 일부를 패턴대로 제거하는(패턴 제거하는) 부재이다. 본 실시 형태의 판동(40)은, 블랭킷동(30)과 역방향으로 회전하면서, 그의 표면을 블랭킷동(30)의 표면에 접촉시켜서 잉크의 불필요 부분을 제거한다(도 1 참조).

계속해서, 반전 인쇄 장치(3)에 의한 인쇄 공정의 개략을 설명한다(도 2 참조). 또한, 괄호 내에 나타낸 번호는, 도 2 중에 나타내는 번호와 대응하고 있다.

(1) 잉크 공급 부재(20)로부터 잉크를 공급하여 블랭킷동(30)의 표면에 코팅한다.

(2) 잉크 도포막을 반건조시킨다.

(3) 반건조된 잉크로부터, 판동(40)에 의해 비획선부를 제거한다.

(4) 블랭킷동에 잔류한 획선부를 기재 B에 전사한다.

(5) 예를 들어, 클리닝 필름(51)을 사용하거나 하여 판동(40)을 드라이 세정한다.

(6) 인쇄 왜곡 검출 카메라(71)를 사용하고, 무아레 무늬를 이용하여, 기재 B에 인쇄된 획선의 왜곡을 검출한다.

여기까지 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 반전 인쇄 장치(3)에 있어서는, 블랭킷동(30)의 표면에 도포 부착된 잉크 K 중, 일부를 판동(40)에 의해 제거하고, 남은 잉크 K를 기재 B에 전사한다. 판동(40)은, 패턴 이음매가 없는, 혹은 그것과 동등한(구체적으로는, 패턴 이음매의 폭이 1㎛ 이하인) 판(심리스 롤러 몰드)이고, 블랭킷동(30)은, 회전하면서 잉크 K를 전사하는 이음매가 없는 블랭킷동(심리스 블랭킷 롤러)으로서 기능하기 때문에, 소위 롤 투 롤 방식으로 기재 B에 심리스하게 연속하여 인쇄를 행할 수 있다. 이것에 의하면, 기재 진행 방향에는 면적으로서의 제한이 없고, 반전 인쇄 장치(3)의 기폭에 따른 폭으로 대면적의 인쇄물을 제조할 수 있다.

또한, 이 반전 인쇄 장치(3)에서는, 판동(40)에 부착된 잉크 K를 판 세정 부재(50)에 의해 벗겨 내면서 반전 인쇄를 행하는 점에서, 판동(40)에 의해 잉크 K의 일부를 제거하는 기능을 유지하여 반전 인쇄를 연속하여 행하는 것이 가능하다.

또한, 이 반전 인쇄 장치(3)에서는, 판동 닙 장치(42), 압동 닙 장치(62) 등의 기능에 의해 압력을 조정함으로써, 기재 B에 대하여 일정한 압력으로 블랭킷동(30)을 접촉시켜서 연속 인쇄를 하는 것이 가능하다.

[제3 실시 형태]

근년, 전자 디바이스를 인쇄 방식으로 제조하는 기술이 개발되고 있다. 그 중에서도, 전자 디바이스를 10 마이크로미터 이하라고 하는 고해상도로 인쇄하는 방법으로서, 반전 인쇄법(리버스 오프셋)이 검토되어, 인쇄기의 개발이 진행되고 있는 이러한 반전 인쇄 시스템의 하나로서, 롤 투 롤 방식으로 기재에 심리스하게 반전 인쇄를 행하는 롤 투 롤 인쇄 장치가 제안되어 있다. 또한, 이러한 롤 투 롤 인쇄 장치로서, 복수의 반전 인쇄 유닛을 구비하고, 중첩 인쇄(다층 인쇄)를 행하는 것도 제안되어 있다.

얼라인먼트 모델(복수의 인쇄 유닛 구비하고, 중첩 인쇄 시의 오차를 고려하는 모델)은 1개 전의 인쇄 유닛에 있어서의 장력 변동이, 다음 인쇄 유닛에 도달하는 시간분 지연되어서 영향을 미치는 성분과 다음 인쇄 유닛에서의 장력 변동이 영향을 미치는 성분의 양쪽의 영향 차에 의존한 움직임을 한다. 그래서, 복수의 인쇄 유닛으로 중첩 인쇄를 행하는 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서는, 1개 전의 인쇄 유닛에 있어서의 인쇄 위치와 주목하고 있는 인쇄 유닛에서의 인쇄 위치의 차(얼라인먼트 오차)를 억제하기 위한 제어 기술이 필요해진다.

그런데, 롤 투 롤 인쇄 장치에 있어서의 실제의 얼라인먼트 제어 방식에는, 2개의 구동 롤의 회전 속도 차를 가지고 해당 롤 간 장력을 제어함으로써 얼라인먼트 제어를 행하는 컴펜레스 제어 방식과, 동속 회전하는 구동 롤 간에 단차 액추에이터를 넣어 패스 라인 길이를 조작하고, 해당 롤 간 장력을 제어함으로써 얼라인먼트 제어하는 컴펜세이터 롤 방식이 있다. 어느 방식에서도, 장력 변동과 얼라인먼트 정밀도의 관계를 모델화하고, 피드백 제어에 의해 얼라인먼트 제어를 행하지만, 전단 조작의 영향을 제거하기 위해서, 피드포워드 제어에 의해, 후단 유닛 조작량으로 상쇄하고, 후단에서의 얼라인먼트 정밀도를 유지하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2008-055707호 공보, 일본 특허 공개 제2010-094947호 공보, 일본 특허 공개 제2002-248743호 공보 참조).

그러나, 컴펜레스 제어 방식에서는, 조작 가능한 액추에이터가 관성이 큰 구동 롤이기 때문에, 미세한 제어를 실시하는 것에도 한계가 있다. 한편, 컴펜세이터 롤 방식에서는, 조작 범위에 한계가 있기 때문에, 대응할 수 있는 장력 변동에도 한계가 있는 점에서, 실제로 일어날 수 있는 장력 변동을 억제 가능한 장치 설계가 되고, 그 결과, 관성이 커져 액추에이터 정밀도가 떨어지는 것이 되고, 결과적으로, 원하는 인쇄 환경이 갖추어지지 않고, 얼라인먼트 정밀도가 나오지 않는다고 하는 과제가 있었다.

이러한 과제에 대하여, 이하에 설명하는 롤 투 롤 인쇄 장치는, 기재의 장력을 미세하게 제어함으로써 중첩 인쇄의 얼라인먼트 정밀도를 향상시키는 것을 가능하게 한다. 이하의 형태에서는 먼저, [A. 단층 인쇄용의 롤 투 롤 인쇄 장치]에 대하여 설명하고(도 18 등 참조), 그 후에 [B. 다층 인쇄(중첩 인쇄) 가능한 롤 투 롤 인쇄 장치]에 대하여 설명한다(도 22 등 참조).

[A. 단층 인쇄용의 롤 투 롤 인쇄 장치]

롤 투 롤 인쇄 장치(1)는, 조출 유닛(2U), 인쇄 유닛(3U), 권취 유닛(4U) 등으로 구성되는 장치이고, 롤 투 롤 방식으로 기재 B에 심리스하게 인쇄를 행하는 인쇄 장치이다(도 18 참조). 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서는, 먼저, 롤상으로 되어 있는 기재 B를 조출 유닛(2U)에 의해 풀어내고, 프리 롤(72), 구동 롤인 인피드 롤(이하, 간단히 구동 롤이라고도 칭함)(85) 등을 포함하는 반송 장치에서 인쇄 유닛(3U)으로 반송하여, 인쇄를 행하고, 그 후, 기재 B를 권취 유닛(4U)까지 반송하여 권취한다.

기재 B는, 예를 들어 가요성 필름으로 구성되어 있고, 인쇄 유닛(3U)에 있어서 그 표면에 인쇄된다. 당초, 기재 B는 감겨서 롤상으로 되어 있고, 조출 유닛(2U)에 의해 해당 롤로부터 풀어내어져, 소정의 경로를 따라 인쇄 공정으로 보내지고(도 18 중의 화살표 참조), 인쇄 유닛(3U)에 의해 잉크 패턴이 전사되어서 인쇄된다. 인쇄 공정을 거친 후에는 특별히 도시는 하고 있지 않지만, 건조 공정 등을 거쳐, 권취 유닛(4U)에서 롤상으로 권취된다.

인쇄 유닛(3U)에 있어서의 인쇄는, 인쇄부(32)에 있어서, 판동(이하, 판동 롤이라고도 함)(40), 압동(이하, 압동 롤이라고도 함)(60) 등을 이용하여 행하여진다. 압동 롤(60)은, 구동 롤 액추에이터(압동 액추에이터라고도 불림)(76)에 의해 구동된다(도 18 참조).

조출 유닛(2U)은, 미리 롤상으로 감겨 있는 기재 B를 풀어내는 장치이다(도 18 참조). 권취 유닛(4U)은, 인쇄 유닛(3U)에 의해 인쇄된 기재 B를 권취하는 장치이다(도 18 참조).

인쇄 유닛(3U)은, 롤 투 롤 인쇄 장치(1)를 구성하는 장치의 하나로, 기재 B에 심리스하게 인쇄를 행하는 장치이다.

또한, 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)는, 상술한 구성에 더하여, 프리 롤(72), 인피드 롤(85), 압동 롤(60), 판동 롤(40), 장력 센서(78), 장력 제어 장치(81), 단차(92), 단차 액추에이터(84) 등을 더 구비하고 있고, 기재 B의 조출이나 권취를 행하고, 또한 기재 B의 장력을 제어하여 장력 변동을 억제한다.

프리 롤(72)은, 조출 유닛(2U)으로부터 인쇄 유닛(3U)을 거쳐서 권취 유닛(4U)에 이르기까지의 기재 B의 경로에 배치되어 있고, 기재 B가 반송됨에 따라 회전한다.

인피드 롤(85)은 기재 B에 반송력을 작용시키는 롤러(구동 롤)이고, 모터 등으로 구성되는 구동 롤 액추에이터에 의해 구동되어서 회전한다.

장력 센서(78)는, 소정의 개소에 있어서의 기재 B의 장력을 검출한다(도 18 참조). 일례로서, 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 장력 센서(78)는, 조출 유닛(2U) 중의 최후단과, 인쇄 유닛(3U)의 인쇄부(32)의 전단에 각각 배치되어 있고, 당해 위치에 있어서의 기재 B의 장력을 검출하고, 검출 데이터를 장력 제어 장치(81)로 송신한다.

장력 제어 장치(81)는, 예를 들어 프로그래머블한 드라이브 시스템에 의해 구성되는 장치로, 장력 센서(78)의 검출 신호를 수신하고, 검출 결과에 따라서 인피드 롤(85)과 단차 액추에이터(84)를 제어한다(도 18 참조).

단차(92)는, 기재 B에 일정한 하중을 작용시키는 장치(단차 롤)이다. 본 실시 형태의 단차(92)는, 매달린 웨이트에 따른 소정의 하중을, 롤러를 통해 기재 B에 작용시킨다(도 18 참조). 또한, 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에서 사용되고 있는 단차(92)는, 가동 범위 중에 있어서의 단차 자신의 위치를 파악하기 위한 검출기나, 단차 자체를 구동하기 위한 액추에이터 등을 갖고 있지 않은 공지된 장치이다.

단차 액추에이터(84)는, 단차(92)와 비교하여 질량 및 관성이 매우 작기 때문에 감도와 추종성이 우수하고, 기민하게 동작하여 기재 B의 장력을 초고정밀도로 제어하는 것을 가능하게 한다. 본 실시 형태에서는, 이 단차 액추에이터(84)를 단순한 단차로서가 아닌 장력 제어용의 액추에이터로서 기능시킨다. 구체적으로는, 소정의 저주파수 대역의 장력 변동에 대해서는 해당 변동을 상쇄하도록 구동 롤(85)을 제어하고, 소정의 고주파수 대역의 장력 변동에 대해서는 해당 변동을 상쇄하도록 단차 액추에이터(84)를 제어한다.

<인쇄 장치에 있어서의 컴펜레스 방식, 컴펜세이터 롤 방식의 제어에 대해서>

그라비아 인쇄 장치 등에 있어서의 일반적인 인쇄의 제어 방식은, 액추에이터를 적절하게 조절함으로써 조절량을 변화시켜, 제어하고자 하는 양을 제어하고자 하도록 움직이게 하는 것을 목적으로 하고 있다. 제어 대상에는, 비선형성이 존재하고 있다. 그러나, 실제로 제어계를 구성하기 위해서는, 계산 부하나 대상을 움직이게 하는 영역을 고려하여, 어느 정상 상태 근방에서의 선형 근사를 행한 뒤에, 제어계의 설계를 행한다. 정상 상태란, 일정 조작량을 각 액추에이터에 부여한 상태에서 밸런스하는 상태를 의미한다. 컴펜레스 방식도 컴펜세이터 롤 방식도, 그 정상 상태를 기초로 하여, 얼라인먼트 오차를 어떻게 억제할지의 문제에 대하여, 기구, 발생 현상을 기초로 모델화하고, 목적을 달성하는 제어 입력(액추에이터의 움직이는 방법)을 결정하고 있다.

액추에이터를 움직임으로써, 필연적으로 움직이는 양이 「변수」라고 되어 있는 개소이다. 액추에이터를 움직임으로써, 「변수」를 움직이게 하고, 결과로서 「제어하고자 하는 양」이 움직이게 된다.

<단차 액추에이터를 사용한 장력 제어 모델>

단차 액추에이터(84)를 사용한 장력 제어 모델에 대하여 설명한다.

(1) 각 유닛(2U, 3U, 4U)의 장력 변동은, 그 유닛 전후의 구동 롤(압동 롤(60), 판동 롤(40)), 프리 롤(72)의 속도 변화와, 그 전단의 장력 변동의 영향 및 그 유닛에 있는 단차의 위치 변화의 방법에 의해 결정된다.

(1)-2 각 유닛(2U, 3U, 4U)의 장력 변동이, 그 전후의 구동 롤의 속도 변화에 의존하기 때문에, 전단의 장력 제어를 행하는 목적으로 행하는 조작은, 반드시 후단에 영향을 준다. 따라서, 그 영향을 후단에서 상쇄하기 위하여 유닛 간에서의 피드포워드 제어가 필요하게 된다.

(2) 인쇄 유닛(3U)에서는, 조작량이 구동 롤의 속도 변화와 단차 액추에이터(84)로의 하중 지령이 된다. 단차 액추에이터(84)에 있어서는, 하중을 일정하게 하거나, 위치를 유지하기 위하여 하중을 변화시킬지는 표리 일체(하중을 일정하게 하기 위해서는 위치를 바꾸어서 조정해야 하고, 위치를 일정하게 하기 위해서는 하중을 바꾸어서 조정해야 하기 때문에, 양쪽을 동시에 실현하는 것은 물리적으로 무리이고, 바꿔 말하면, 어느 한쪽을 선택하여 제어계를 구성할 필요가 있다는 의미)이므로, 여기를 위치 지령으로 하는(단차 위치를 지령대로 제어함) 것도 가능하다.

(3) 각 유닛의 장력 변동 모델은, 라인 속도(이하에 나타내는 유닛 모델 중의 「r*ω*」(반경 r*과 각속도 ω*의 곱)으로 표시됨)에 의존하여, 구동 롤(조출 롤(2R), 구동 롤(85), 판동 롤(40), 압동 롤(60), 권취 롤(4R))이나 단차 액추에이터(84)를 조작한 영향의 속도(시간 상수)가 바뀐다. 또한, 기재 B의 영률이나 설정 장력에 의해, 조작한 영향의 크기(게인)가 바뀐다.

<장력 제어 모델>

롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서 기재 B의 장력을 제어할 때의 모델을 나타내는 수학식(수학식 1 내지 11)을 나타낸다. 수학식 1 내지 4는 범용 형식 모델, 수학식 5 내지 6은 조출 유닛(2U)의 모델, 수학식 7 내지 8은 인쇄 유닛(3U)의 모델, 그리고 수학식 9 내지 11은 권취 유닛(4U)의 모델을 각각 나타낸다. 이들은, 물리식을 기초로 입출력 관계를 모델화한 것이다.

또한, 수학식 1 내지 11 중의 문자가 나타내는 내용은 이하에 표 2로서 나타내는 바와 같다.

계속해서, 단차 액추에이터(84)를 구비한 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 장력 제어의 고정밀도화 방법의 내용에 대해서, 구체예를 3개 들어서 설명한다.

<제1 고정밀도화 방법>

도 19에 나타내는 제어 모델의 기본 전략은, 구동 롤(85)용의 제어 사양과 단차 액추에이터(84)용의 제어 사양을 분리하는 것이다.

또한, 도 19 중의 각 표기의 내용은 이하와 같다.

P1(s)……구동 롤로부터 장력으로의 거동을 나타내는 전달 함수(실제 제어 대상

P2(s)……단차 액추에이터로부터 장력으로의 거동을 나타내는 전달 함수(실제 제어 대상)

C1(s)……구동 롤로의 조작량을 계산하는 제어기

C2(s)……단차 액추에이터로의 조작량을 계산하는 제어기

M1(s)……P1(s) 부분의 모델

이 제어 모델은, C2(s)의 움직임을 C1(s)에 의한 제어의 결과 부근의 미세 조정으로 하기 위한 구성을 검토하는 데에 적합하다. 또한, 이 제어 모델에 의하면, 모델화 오차의 영향을 포함하여, 장력 변동을 C2(s)계로 보정할 수 있다.

또한, 이 제어 모델에 있어서의 폐루프 전달 함수를 수학식 12, 13에 나타내었다.

선형 근사 모델에서 먼저 설명한 대로, 각 유닛의 장력 변동은, 당해 유닛을 사이에 두는 전후의 구동 롤(74)의 영향을 받는다. 제1 고정밀도화 방법에서는, 기본적으로 인쇄 유닛(3U)은 전단측의 구동 롤(85)을, 조출 유닛(2U), 권취 유닛(4U)에서는 조출 롤(2R), 권취 롤(4R)을 조작함으로써 장력 제어를 행한다. 즉, 1 유닛 내에서 제어에 사용하는 구동 롤(85)은 1개로 하여, 제어 자체의 간섭을 억제한다. 또한, 인쇄 유닛(3U)에서는, 장력 제어를 행하기 위해서, 구동 롤(85)의 회전 속도를, 단차 액추에이터(84)에서는 하중(또는 위치)을 제어한다. 조출 유닛(2U), 권취 유닛(4U)에서는, 단차 위치 제어를 함으로써(단차 위치는 장력의 치우침이 있으면 바뀌고, 그것이 없어지면 멈추므로) 간접적으로 장력 제어를 행하게 된다.

인쇄 유닛(3U)에 있어서는, 구동 롤(85)과 단차 액추에이터(84)의 2개가 조작량으로서 존재한다. 관성이 큰 구동 롤(85)로 대략적인 인쇄 유닛(3U)의 장력 피드백 제어계를 구성하고, 베이스(본 명세서에서는, 구동 롤(85)에 의한 장력 제어계(C1계)로 기본적인 장력 제어계를 구성하고, 어느 정도의 성능을 낸다는 의미로 사용하고 있음)의 안정성을 보상한다. 이 장력 피드백 제어계는, P1의 모델인 M1에 기초하여 설계된다. P1과 M1은 일치하고 있는 것이 이상적이지만, 현실에는 어긋남(「모델화 오차」라고 함)이 있다. 이 모델화 오차를 보상하기 위해서, 단차 액추에이터(도 19 중의 기호 u2를 참조)를 사용하여, 모델화 오차에 기인하는 제어 성능의 어긋남을 보상함과 함께, 외란에 의한 장력 변동으로의 영향도 경감한다.

<제2 고정밀도화 방법>

도 20에 나타내는 제어 모델의 기본 전략은, 구동 롤(85)용의 제어 사양과 단차 액추에이터(84)용의 제어 사양을 분리하는 것이다.

또한, 도 20 중의 각 표기의 내용은 이하와 같다.

P1(s)……구동 롤로부터 장력으로의 거동을 나타내는 전달 함수(실제 제어 대상)

C1(s)……구동 롤로의 조작량을 계산하는 제어기

C2(s)……단차 액추에이터로의 조작량을 계산하는 제어기

GTr*(s)……C1(s)로 구성되는 폐루프계의 이상 응답

이 제어 모델은, C2(s)의 움직임을 C1(s)에 의한 제어의 결과 부근의 미세 조정으로 하기 위한 구성을 검토하는 데에 적합하다. 또한, 이 제어 모델에 의하면, C1(s)계의 원하는 움직임 방법으로부터의 일탈 부분을, C2(s)가 보정할 수 있다.

또한, 이 제어 모델에 있어서의 폐루프 전달 함수를 수학식 14 내지 16에 나타내었다.

선형 근사 모델에서 먼저 설명한 대로, 각 유닛의 장력 변동은, 당해 유닛을 사이에 두는 전후의 구동 롤(인피드 롤(85), 압동 롤(60), 판동 롤(40))의 영향을 받는다. 제2 고정밀도화 방법에서는, 기본적으로 인쇄 유닛(3U)은 전단측의 구동 롤(85)을 조작하고, 조출 유닛(2U), 권취 유닛(4U)에서는 조출 롤(2R), 권취 롤(4R)을 조작함으로써 장력 제어를 행한다. 즉, 1 유닛 내에서 제어에 사용하는 구동 롤(74)은 1개로 하여, 제어 자체의 간섭을 억제한다.

인쇄 유닛(3U)에 있어서는, 구동 롤(74)과 단차 액추에이터(84)의 2개가 조작량으로서 존재한다. 관성이 큰 구동 롤(74)로 대략적인 인쇄 유닛(3U)의 장력 피드백 제어계를 구성하고, 베이스의 안정성을 보상한다. 이 장력 피드백 제어계는, P1의 모델인 M1에 기초하여 설계된다. P1과 M1은 일치하고 있는 것이 이상적이지만, 현실에는 어긋남(「모델화 오차」라고 함)이 있다. 이 모델화 오차에 의해, 원래 이렇게 움직이면 좋겠다는 움직임 방법을 미리 정한 이상 응답 GTr과 실제의 움직임 사이에 괴리가 발생한다. 그 괴리를 메우기 위해서, 단차 액추에이터(도 20 중의 기호 u2를 참조)를 사용하여, 모델화 오차에 기인하는 이상 응답과의 어긋남을 보상함과 함께, 외란에 의한 영향도 완화한다.

<제3 고정밀도화 방법>

도 21에 나타내는 제어 모델의 기본 전략은, 구동 롤(74)용의 제어 사양과 단차 액추에이터(84)용의 제어 사양을 분리하는 것이다.

또한, 도 21 중의 각 표기의 내용은 이하와 같다.

P1(s)…… 구동 롤로부터 장력에의 거동을 나타내는 전달 함수(실제 제어 대상)

P2(s)……단차 액추에이터로부터 장력에의 거동을 나타내는 전달 함수(실제 제어 대상)

C1(s)…… 구동 롤에의 조작량을 계산하는 제어기

C2(s)……단차 액추에이터에의 조작량을 계산하는 제어기

GTr*(s)……C1(s)로 구성되는 폐루프계의 이상 응답

이 제어 모델은, C1(s)에 의한 제어의 결과와 C2(s)에 의한 제어의 결과를 양쪽 액추에이터의 성능 차이를 고려하여 제어계 설계에 조립한다(구체적으로는, 2 입력, 1 출력계의 다변수 제어계를 설계함). C1(s)계는 완만한 제어를, C2(s)계는 신속한 제어가 가능하도록 제어계 설계되어 있다(구체적으로는, 제어계의 설계 지침으로서 사용되는 「평가 함수」의 지표를 주파수 공간에서 가중을 행함으로써, 어느 대역에서는 C1계의 효과를, 어느 대역에서는 C2계의 효과를 강화하는 것과 같은 설계를 한다). 이 제어 모델에 의하면, C1(s)과 C2(s)의 밸런스에 의해 원하는 움직임 방법을 실현하는 것이 가능하다(즉, C1로 구성되는 C1계와 C2로 구성되는 C2계의 주파수 공간에 있어서의 역할 분담을 부여하게 된다).

또한, 이 제어 모델에 있어서의 폐루프 전달 함수를 수학식 17에 나타내었다.

선형 근사 모델에서 먼저 설명한 대로, 각 유닛의 장력 변동은, 당해 유닛을 사이에 두는 전후의 구동 롤(74)의 영향을 받는다. 제1 고정밀도화 방법에서는, 기본적으로 인쇄 유닛(3U)은 전단측의 구동 롤(85)을 조작하고, 조출 유닛(2U), 권취 유닛(4U)에서는, 조출 롤(2R), 권취 롤(4R)을 조작함으로써 장력 제어를 행한다. 즉, 1 유닛 내에서 제어에 사용하는 구동 롤(74)은 1개로 하여, 제어 자체의 간섭을 억제한다.

인쇄 유닛(3U)에 있어서는, 구동 롤(74)과 단차 액추에이터(84)의 2개가 조작량으로서 존재한다. 관성이 큰 구동 롤(74)로 대략적인 인쇄 유닛(3U)의 장력 피드백 제어계를 구성하고, 베이스의 안정성을 보상한다. 이 제어에서는, P1과 P2의 특성 차이를 고려하여, 계 전체로서 C1계에서 기본적인 안정성을 보상하고, C2계에서는 외란 억제를 행하는 것과 같은 응답 특성을 갖는 제어계로 설계한다.

또한, 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)는, 구동 롤(74) 사이에 초고정밀도의 장력 제어가 가능한 단차 액추에이터(84)를 배치하고, 해당 단차 액추에이터(84) 자체를 장력 제어의 액추에이터로서(말하자면, 새로운 단차 액추에이터로서) 기능시키는 구성으로 함으로써, 장력 변동을 보상하는 역할을, 그 조작 성능의 차이에 기초하여 구동 롤(74)과 단차 액추에이터(84)로 나누는 것을 가능하게 하고 있다. 이러한 경우에는, 대략적인 비교적 거친 제어를 구동 롤(74) 및 구동 롤 액추에이터(76)에서 담당하고, 미세한 비교적 세밀한 제어를 초고정밀도인 단차 액추에이터(84)에서 담당하는 것처럼 분담함으로써, 각각의 방식만으로는 실현이 어려운 넓은 조작 가능 범위와 미세한 장력 제어 성능을 실현하고 있다.

[B. 다층 인쇄(중첩 인쇄) 가능한 롤 투 롤 인쇄 장치]

계속해서, 다층 인쇄(중첩 인쇄) 가능한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 대하여 설명한다(도 22 등 참조).

롤 투 롤 인쇄 장치(1)는, 복수(예를 들어 1 내지 3단째로 이루어진 3체)의 인쇄 유닛(3U)을 탑재한 중첩 인쇄가 가능한 시스템으로서 구성되어 있다. 단, 장력 제어 및 얼라인먼트 제어에 대하여 설명하는 도면 22에 있어서는, 구동 롤, 해당 구동 롤과 함께 배치되는 종동 롤, 프리 롤(72), 단차 액추에이터(84) 등만을 나타내고, 조출 롤, 권취 롤 등의 장치에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

이 롤 투 롤 인쇄 장치(1)의 2단째 및 3단째의 인쇄 유닛(3U)에는, 장력 센서(78)와 인쇄 왜곡 검출 카메라(71)가 각각 설치되어 있다(도 22 참조). 장력 센서(78)는 예를 들어 인쇄부(32)의 전단에 배치되고, 당해 위치에 있어서의 기재 B의 장력을 검출하여, 검출 신호를 장력 제어계의 장력 제어 장치(81)로 송신한다. 인쇄 왜곡 검출 카메라(71)는 예를 들어 인쇄부(32)의 뒤에 배치되어, 중첩 인쇄된 부분의 화상 신호를 얼라인먼트 제어계의 장력 제어 장치(93)로 송신하고, 얼라인먼트 제어의 기준이 되는 얼라인먼트 마크의 검출에 제공한다.

장력 제어계의 장력 제어 장치(81)는, 장력 센서(78)가 검출한 장력 신호에 기초하여 1단째 내지 3단째의 인쇄 유닛(3U)에 있어서의 각각의 구동 롤 액추에이터(76)를 제어하고, 기재 B의 장력 변동을 보상한다. 얼라인먼트 제어계의 장력 제어 장치(93)는, 인쇄 왜곡 검출 카메라(71)가 촬상한 화상을 해석하여 중첩 부분의 어긋남을 검출하고, 단차 액추에이터(84)를 제어하여, 기재 B의 장력 변동을 보상함과 함께 얼라인먼트 오차를 저감시킨다. 이들 장력 제어계의 장력 제어 장치와 얼라인먼트 제어계의 장력 제어 장치는, 협조 제어계를 구성하는 제어 장치에 의해 협조 제어되어, 장력 변동을 보상하여 장력 변동이 억제된 정상 상태를 만들어 내는 동시에, 얼라인먼트 오차를 저감시켜서 얼라인먼트 정밀도를 향상시키도록 제어를 행한다.

<제어 모델>

다층 인쇄(중첩 인쇄) 가능한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 장력 제어 모델은, 상술한 (1) 내지 (3)에 더하여 이하의 (4), (5)의 특징을 갖는다.

(4) 얼라인먼트 모델은, 1개 전(전단)의 인쇄 유닛(3U)에 있어서의 장력 변동이, 각 인쇄 유닛(3U)에 도달하는 시간분 지연되어서 영향을 미치는 성분과 각 인쇄 유닛(3U)의 장력 변동이 영향을 미치는 성분 양쪽의 영향의 차에 의존한 움직임을 한다. 1개 전의 인쇄 유닛(3U)에 있어서의 인쇄 위치와 주목하고 있는 인쇄 유닛(3U)에서의 인쇄 위치의 차가 얼라인먼트 오차이기 때문에, 그 차를 억제하는 것과 같은 제어를 행한다.

계속해서, 다층 인쇄(중첩 인쇄) 가능한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 장력 제어의 고정밀도화 방법의 일례를 「제4 고도화 방법」으로서 설명한다.

<제4 고정밀도화 방법>

도 23에 나타내는 제어 모델의 기본 전략은, 구동 롤(85)용의 제어 사양과 단차 액추에이터(84)용의 제어 사양을 분리하는 것이다.

또한, 도 23 중의 각 표기의 내용은 이하와 같다.

P11(s)……구동 롤로의 속도 지령을 입력으로 하고 장력 변동을 출력으로 하는 제어 대상의 실제 전달 함수

P12(s)……고정밀도 단차 액추에이터의 하중 지령(또는 위치 지령)을 입력으로 하고 장력 변동을 출력으로 하는 제어 대상의 실제 전달 함수

P21(s)……구동 롤로의 속도 지령을 입력으로 하고 얼라인먼트 오차를 출력으로 하는 제어 대상의 실제 전달 함수

P22(s)……고정밀도 단차 액추에이터의 하중 지령(또는 위치 지령)을 입력으로 하고 얼라인먼트 오차를 출력으로 하는 제어 대상의 실제 전달 함수

C1(s)……구동 롤로의 조작량을 계산하는 제어기

C2(s)……고정밀도 단차 액추에이터로의 조작량을 계산하는 제어기

이 제어 모델은, 구동 롤(85)용의 제어 사양과 단차 액추에이터(84)용의 제어 사양의 분리에 적용 가능하다(기본 전략). 이 제어 모델에 의하면, 장력 제어계의 장력 제어 장치(81)와 얼라인먼트 제어계의 장력 제어 장치(93)의 간섭을 고려하여, 얼라인먼트 제어의 안정성·목표값 추종성을 향상시킬 수 있다.

<제어 방식의 구성>

여기서, A. 단층 인쇄용의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 제어 방식(개별 유닛 내 최적 제어)과, B. 다층 인쇄 가능한 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서의 제어 방식(전체 최적화)에 대하여 설명해 둔다.

(개별 유닛 내 최적 제어)

얼라인먼트 오차가 크다는 것은, 큰 장력 변동이 전 섹션(본 명세서에서 말하는 섹션이란, 기재 B에 중첩하여 인쇄된 복수층의 각 층을 말함)이 해당 섹션에서 발생하고 있는 것을 의미하지만, 큰 장력 변동이 있었다고 해서, 얼라인먼트 오차가 커진다고는 할 수 없다. 왜냐하면, 전 섹션에서 발생한 장력 변동과 동일한 크기의 장력 변동을 전달 시간을 고려한 뒤에 굳이 만들면, 얼라인먼트 오차는 발생하지 않게 된다. 그 의미에서, 얼라인먼트 오차의 억제에는, 장력 제어 성능의 향상이 불가결하다. 또한, 상기의 의미에서, 장력 변동을 희생으로 해서라도 얼라인먼트 제어 성능을 향상시킬 수 있다.

기본적으로 C1계에서 장력 제어의 안정화를 도모하지만, 상기 이유에서 얼라인먼트를 억제하는 것을 목적으로 한 C2계도 구축할 수 있다. 얼라인먼트 오차 억제를 목적으로 하는 제어를 행하면 장력 변동은 발생할지도 모르지만, 고정밀도 얼라인먼트 제어의 미세 조정용으로서 조작하는 고정밀도의 단차 액추에이터(84)의 미동에 의한 장력 변동으로의 영향은 작다고 생각되기 때문에, 고정밀도 얼라인먼트 제어를 실현할 수 있다.

(전체 최적화)

전단 유닛 조작의 영향이 후단 유닛에 영향을 미치는 것, 또한 얼라인먼트 오차는 전 섹션의 인쇄 위치와 해당 섹션의 인쇄 위치의 차인 점에서, 유닛 간, 섹션 간에서 앞에서 뒤로 영향을 받는다. 그 영향량을 모델을 사용하여 상정하고, 그 영향을 미리 상쇄하도록, 피드포워드 제어계를 짠다. 구체적으로는, 유닛 간의 장력 피드포워드 제어계와, 섹션 간의 얼라인먼트 피드포워드 제어계의 2종이다.

도 24에, 전체 최적화(유닛 간에서의 간섭을 고려한 협조 제어)에 관한 개요를 나타낸다. 전술한 개별 유닛 내의 최적 제어에서는, 외란 억제, 안정성·추종성의 정량 평가를 행하는 것에 비해, 유닛 간에서의 간섭을 고려한 협조 제어에서는, 물리적 간섭이 있는 계를 어떻게 하여 최적화할지를 염두로, 전단 조작량이나 그것에 의한 중첩 오차 전반을 고려한 피드포워드 제어를 행한다. 이들을 감안하여, 본 실시 형태의 롤 투 롤 인쇄 장치(1)에 있어서는, 개별 유닛의 최적화를 실시하는 동시에, 전단 조작·현상이 후단에 전해지는 것이기 때문에 그것에 맞춰서 제어계를 구성하고 있다. 이것을 실현하기 위해서는, 각 유닛에서 발생하고 있는 영향을 줄 수 있는 현상을 정량적으로 파악할 필요가 있다.

또한, 상술한 실시 형태는 본 발명의 적합한 실시의 일례이기는 하지만 이것에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형 실시 가능하다. 예를 들어, 모델을 사용하여, 온라인으로 예측을 하면서 제어를 행하는 모델 예측 제어 등을 적용하는 것이 가능하다.

본 발명은, 롤 투 롤 방식으로 판동으로 기재에 인쇄를 행하는 장치에 적용하여 적합하다.

1…롤 투 롤 인쇄 장치(인쇄 장치), 2…조출 장치, 2U…조출 유닛, 3…반전 인쇄 장치, 3U…인쇄 유닛, 4…권취 장치, 4U…권취 유닛, 5…롤러, 20…잉크 공급 부재, 30…블랭킷동, 40…판동, 42…판동 닙 장치, 42E…역점, 44…슬라이더, 46…받침대, 49…가이드 부재, 50…판 세정 부재, 60…압동, 62…압동 닙 장치, 70…에어 분출 장치, 71…인쇄 왜곡 검출 카메라, 72…프리 롤, 74…구동 롤, 76…구동 롤 액추에이터, 78…장력 센서, 80…이동 저항 저감 장치, 81…장력 제어 장치, 82…에어 공급부, 83…피스톤, 84…단차 액추에이터, 84B…에어 베어링, 85…인피드 롤(구동 롤), 85S…위치 센서, 86…서보 밸브, 87…배기부, 88…제어 장치, 89…에어 패드, 90…에어 분출구, 91…에어 가이드, 92…단차, B…기재, C…장치 무게 중심, D…슬라이더의 이동 방향, K…잉크, SA…대칭 축

Claims

롤 투 롤 방식으로 기재에 인쇄를 행하는 장치로서,
인쇄용 잉크를 공급하는 잉크 공급 부재와,
해당 잉크 공급 부재로부터 공급되어 표면에 도포 부착된 잉크의 일부를 상기 기재에 전사하는 블랭킷동과,
해당 블랭킷동의 표면에 도포 부착된 상기 잉크의 일부를 제거하는 판동과,
상기 블랭킷동이 고정되는 받침대와,
상기 판동을 지지하고, 해당 받침대 상을 이동하는 슬라이더와,
해당 슬라이더의 상기 받침대에 대한 이동 저항을 저감시키는 이동 저항 저감 장치와,
상기 판동에 상기 블랭킷동으로의 닙압을 작용시키는 판동 닙 장치
를 구비하는, 인쇄 장치.
제1항에 있어서, 상기 판동 닙 장치는, 상기 닙압을 파라미터로 하여 상기 슬라이더에 압박력을 제어하는, 인쇄 장치.
제2항에 있어서, 상기 이동 저항 저감 장치는, 상기 슬라이더를 상기 받침대로부터 뜨게 하는 에어 분출 장치인, 인쇄 장치.
제3항에 있어서, 상기 판동 닙 장치는, 역점을 통해 상기 슬라이더를 압박하는, 인쇄 장치.
제4항에 있어서, 상기 역점이, 상기 판동의 회전축과 동일한 높이에 배치되어 있는, 인쇄 장치.
제5항에 있어서, 상기 슬라이더에, 상기 받침대에 대하여 에어를 분출하는 에어 분출구가 설치되어 있는, 인쇄 장치.
제6항에 있어서, 상기 슬라이더가, 에어 패드 또는 에어 가이드를 포함하는, 인쇄 장치.
제6항에 있어서, 상기 에어 분출구는, 상기 슬라이더의 이동 방향에 수직인 대칭 축을 중심으로 하여 선 대칭으로 배치되어 있는, 인쇄 장치.
제7항에 있어서, 상기 판동을 상기 블랭킷동에 접근하거나 또는 상기 블랭킷동으로부터 이격하는 방향으로만 상기 슬라이더를 안내하는 가이드 부재를 더 구비하는, 인쇄 장치.
제8항에 있어서, 상기 가이드 부재는, 상기 블랭킷동의 회전축과 수직인 방향으로 상기 슬라이더를 안내하는, 인쇄 장치.
제9항에 있어서, 상기 에어 패드는, 상기 슬라이더 및 해당 슬라이더에 의해 지지되는 장치의 무게 중심으로부터 등거리에 배치되어 있는, 인쇄 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 인쇄 장치로서,
상기 판동을 세정하여 상기 판동에 부착된 잉크를 벗겨내는 판 세정 부재를 더 구비하고, 상기 기재에 심리스하게 반전 인쇄를 행하는, 반전 인쇄 장치.
제12항에 있어서, 상기 판동과, 상기 블랭킷동과, 해당 블랭킷동에 상기 기재를 압접시키는 압동이 직선상으로 배치되어 있는, 반전 인쇄 장치.
제13항에 있어서, 상기 판동의 회전축과, 상기 블랭킷동의 회전축과, 상기 압동과, 해당 블랭킷동에 상기 기재를 압접시키는 압동이 수평면 상에 배치되어 있는, 반전 인쇄 장치.
제14항에 있어서, 상기 블랭킷동의 회전축이 고정되고, 상기 판동이 상기 블랭킷동에 대하여 상대 이동 가능하게 설치되어 있는, 반전 인쇄 장치.
제15항에 있어서, 상기 판 세정 부재가, 상기 판동과 일체적으로 설치되어 있는, 반전 인쇄 장치.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭킷동이 PDMS로 구성되어 있는, 반전 인쇄 장치.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭킷동을 중심으로, 상기 잉크 공급 부재, 상기 판동, 상기 압동이 상기 블랭킷동의 회전 방향으로 이 순으로 배치되어 있는, 반전 인쇄 장치.
기재를 풀어내는 조출 유닛과, 해당 조출 유닛으로부터 풀어내어진 상기 기재에 중첩 인쇄를 행하는 복수의 인쇄 유닛과, 해당 인쇄 유닛에 의해 인쇄된 상기 기재를 권취하는 권취 유닛을 구비하고, 롤 투 롤 방식으로 상기 기재에 심리스하게 인쇄를 행하는 롤 투 롤 인쇄 장치로서,
상기 기재를 반송하는 구동 롤과,
해당 구동 롤을 구동하는 구동 롤 액추에이터와,
상기 구동 롤과 구동 롤 사이에 배치되어, 상기 기재의 패스 라인 길이를 변화시켜서 상기 기재의 장력을 변화시키는 단차 액추에이터와,
상기 기재의 장력을 검출하는 장력 검출 장치와,
2단째 이후의 상기 인쇄 유닛에 의해 상기 기재에 중첩 인쇄된 부분의 화상을 검출하는 화상 검출 장치와,
해당 장력 검출 장치의 검출 결과 및 상기 화상 검출 장치의 검출 결과에 따라서 상기 구동 롤 액추에이터와 상기 단차 액추에이터를 제어하고, 상기 기재의 장력 변동을 보상하는 장력 제어 장치
를 구비하고,
상기 장력 제어 장치에 의해 상기 기재의 장력 변동을 보상하여 장력 변동이 억제된 정상 상태를 만들어 내고,
상기 복수의 인쇄 유닛에 있어서의 인쇄 위치의 차인 얼라인먼트 오차를 상기 단차 액추에이터에 의해 저감시켜서 얼라인먼트 정밀도를 향상시키는, 롤 투 롤 인쇄 장치.
제19항에 있어서, 상기 단차 액추에이터는 연속하는 2개의 상기 구동 롤 사이에 배치되어 있는, 롤 투 롤 인쇄 장치.
제20항에 있어서, 상기 장력 제어 장치는, 상기 단차 액추에이터에 의해, 당해 단차 액추에이터의 후단에 배치된 상기 구동 롤의 상기 구동 롤 액추에이터에 대하여 피드포워드 제어하는, 롤 투 롤 인쇄 장치.