| 【発明の名称】 |
印刷装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】北澤 裕之
【氏名】西津 岳彦
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| 【要約】 |
【課題】必要な膜厚を持ったパターンを精度良く転写すること可能な印刷装置を提供すること。
【構成】その外周面に印刷版17を装着する版胴14と、基板16を装着する搬送テーブルと、搬送テーブルを版胴14の下方において版胴14の軸芯と垂直な方向に移動させる移動手段と、版胴14の下端位置、搬送テーブルの上面の位置、印刷版17の厚みおよび基板16の厚みに基づいて、版胴14に装着された印刷版17の表面と基板16の表面との間に、印刷版17上に形成された塗布液の膜厚より小さい間隔を形成する調整機構とを備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置において、 その外周面に印刷版を装着する版胴と、 基板を前記版胴の軸芯と垂直な方向に、前記版胴に対して相対的に移動させる移動手段と、 前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出値に基づいて、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を調整することにより、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写するときに、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間に微小な間隔を形成する調整機構と、 を備えたことを特徴とする印刷装置。 【請求項2】 請求項1に記載の印刷装置において、 前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間に形成される微小な間隔は、前記印刷版上に形成された塗布液の膜厚より小さい印刷装置。 【請求項3】 印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置において、 その外周面に印刷版を装着する版胴と、 基板を装着する搬送テーブルと、 前記搬送テーブルを、前記版胴の下方において前記版胴の軸芯と垂直な方向に移動させる移動手段と、 前記版胴の下端位置と、前記搬送テーブルの上面の位置と、前記印刷版の厚みと、前記基板の厚みとを検出する検出手段と、 検出手段により検出した前記版胴の下端位置、前記搬送テーブルの上面の位置、前記印刷版の厚みおよび前記基板の厚みに基づいて、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写するときに、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間に、前記印刷版上に形成された塗布液の膜厚より小さい間隔を形成する調整機構と、 を備えたことを特徴とする印刷装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】 【0001】 この発明は、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置に関する。 【背景技術】 【0002】 例えば、カラーフィルター、液晶用ガラス基板、フレキシブル液晶基板あるいは電子ペーパー等の基板の製造工程においては、これらの基板に対して、パターン形成用の材料やフォトレジスト、あるいはインキ等の塗布液のパターンを転写する印刷装置が使用される。このような印刷装置においては、塗布液によるパターンが形成された印刷版等と基板とを一定の圧力で当接されることにより、塗布液のパターンが基板上に転写される構成となっている(例えば、特許文献1参照)。 【特許文献1】特開2002−71932号公報 【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】 【0003】 このように、塗布液によるパターンが形成された印刷版等と基板とを一定の圧力で当接されることにより、塗布液のパターンが基板上に転写する構成を採用した場合には、パターン周辺部の外部への太りや、パターン中央部の抜けという問題が発生する。また、液晶用基板に対して凸版を利用して膜厚の厚い印刷を行おうとした場合、過度のパターンの太りが発生した場合には、インクがバンク外にはみ出してしまうという問題も生ずる。 【0004】 この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、必要な膜厚を持ったパターンを精度良く転写すること可能な印刷装置を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 【0005】 請求項1に記載の発明は、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置において、その外周面に印刷版を装着する版胴と、基板を前記版胴の軸芯と垂直な方向に、前記版胴に対して相対的に移動させる移動手段と、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を検出する検出手段と、前記検出手段による検出値に基づいて、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間隔を調整することにより、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写するときに、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間に微小な間隔を形成する調整機構とを備えたことを特徴とする。 【0006】 請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間に形成される微小な間隔は、前記印刷版上に形成された塗布液の膜厚より小さい。 【0007】 請求項3に記載の発明は、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写する印刷装置において、その外周面に印刷版を装着する版胴と、基板を装着する搬送テーブルと、前記搬送テーブルを、前記版胴の下方において前記版胴の軸芯と垂直な方向に移動させる移動手段と、前記版胴の下端位置と、前記搬送テーブルの上面の位置と、前記印刷版の厚みと、前記基板の厚みとを検出する検出手段と、検出手段により検出した前記版胴の下端位置、前記搬送テーブルの上面の位置、前記印刷版の厚みおよび前記基板の厚みに基づいて、印刷版の表面に形成された塗布液のパターンを基板上に転写するときに、前記版胴に装着された印刷版の表面と前記基板の表面との間に、前記印刷版上に形成された塗布液の膜厚より小さい間隔を形成する調整機構とを備えたことを特徴とする印刷装置。 【発明の効果】 【0008】 請求項1乃至請求項3に記載の発明によれば、必要な膜厚を持ったパターンを精度良く転写することが可能となる。 【発明を実施するための最良の形態】 【0009】 以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 【0010】 最初に、この発明に係る印刷装置の基本的な構成について説明する。図1はこの発明に係る印刷装置の要部を示す概要図である。 【0011】 この印刷装置は、印刷版17の表面に形成された塗布液のパターンを基板16上に転写するものであり、その外周面に印刷版17を装着する版胴14と、その軸芯が版胴14の軸芯と平行に配置され印刷版17の表面に塗布液を供給する塗布液供給ローラ12と、この塗布液供給ローラ12の軸線方向に延びるスリットを有し塗布液供給ローラ12の表面に塗布液を供給するスリットノズル11と、塗布液供給ローラ12の洗浄機構13と、版胴14の洗浄機構15とを備える。上記スリットノズル11、塗布液供給ローラ12および洗浄機構13は、塗布液供給機構10を構成する。 【0012】 スリットノズル11と塗布液供給ローラ12の表面とは、わずかな距離d1だけ離隔している。また、塗布液供給ローラ12の表面と印刷版17の表面とは、塗布液の膜厚より小さい距離d2だけ離隔している。さらに、印刷版17の表面と基板16の表面とは、塗布液の膜厚より小さい距離d3だけ離隔している。これらの距離d1、d2、d3は、後述する調整機構により調整可能となっている。 【0013】 この印刷装置においては、スリットノズル11から塗布液供給ローラ12の表面に塗布液が供給され、塗布液供給ローラ12の表面に塗布液の薄膜が形成される。そして、この塗布液は、印刷版17におけるパターンPに転写され、塗布液のパターンが形成される。この塗布液のパターンが、基板16上に転写される。 【0014】 なお、塗布液を印刷版17におけるパターンPに転写した後の塗布液供給ローラ12の表面は、洗浄機構13により洗浄される。これは、塗布液供給ローラ12の表面に塗布液が残存した場合、その上にさらにスリットノズル11から塗布液供給ローラ12の表面に塗布液が供給されたときに、塗布液の膜厚が増加して不均一となり、必要な膜厚を持ったパターンの転写が不可能となるためである。 【0015】 また、塗布液を基板16に転写した後の印刷版17の表面は、洗浄機構15により洗浄される。これも、印刷版17上の塗布液の膜厚が不均一となり、必要な膜厚を持ったパターンの転写が不可能となるためである。なお、洗浄機構15は、装置の端部と版胴14に近接した位置との間を移動可能となっている。 【0016】 次に、上述した印刷装置の具体的な構成について説明する。図2および図3は、この発明に係る印刷装置を異なる方向から見た斜視図である。また、図4および図5は、この発明に係る印刷装置の一部を拡大して示す斜視図である。なお、これらの図においては、上述した洗浄機構13、15の図示を省略している。 【0017】 この印刷装置は、基台20と、上述したスリットノズル11、塗布液供給ローラ12および版胴14を搭載した昇降テーブル21と、基板16を支持した状態で基台20上を往復移動する搬送テーブル22とを備える。 【0018】 図2乃至図4に示すように、基台20上には、一対の直動ガイド32と、これらの直動ガイド32の間に配設されたリニアモータ31とが配設されている。これらの直動ガイド32およびリニアモータ31は、その長手方向が版胴14の軸芯と垂直な方向を向くように配設されている。また、搬送テーブル22は、これらの直動ガイド32およびリニアモータ31と連結されている。このため、搬送テーブル22は、リニアモータ31の駆動を受け、版胴14の軸芯と垂直な方向に往復移動する。 【0019】 上述したように、スリットノズル11と塗布液供給ローラ12の表面との距離d1、塗布液供給ローラ12の表面と印刷版17の表面との距離d2および印刷版17の表面と基板16の表面との距離d3は、各々、調整機構により調整可能となっている。以下、この調整機構について説明する。 【0020】 最初に、印刷版17の表面と基板16の表面との距離d3を調整するための、本願発明に係る調整機構について説明する。 【0021】 図1および図2に示すように、基台20と連結した左右一対の支持側板24には、ガイド部材25が各々一対配設されている。そして、昇降テーブル21は、このガイド部材25と連結されており、このガイド部材25に沿って昇降可能となっている。また、この昇降テーブル21は、左右一対のモータ26の駆動を受け回転するボールねじ27(図2参照)と連結されている。このため、スリットノズル11、塗布液供給ローラ12および版胴14は、モータ26の駆動をうけ、昇降テーブル21とともに昇降する。そして、その昇降位置は、一対のレーザ変位計等の非接触変位計23(図2、図4、図5参照)により検出されている。また、基板16および搬送テーブル22の表面位置は、一対のレーザ変位計等の非接触変位計30(図5参照)により検出されている。 【0022】 搬送テーブル22は、基台20上に往復移動可能に固定されており、その上下方向の位置は固定されている。このため、非接触変位計23、30で搬送テーブル22上に載置された基板16の表面および版胴14の下端位置を検出した上で、左右一対のモータ26により昇降テーブル21とともにスリットノズル11、塗布液供給ローラ12および版胴14を昇降させることにより、印刷版17の表面と基板16の表面との距離d3を調整することが可能となる。このときの距離d3は、印刷版P上に形成された塗布液の膜厚より小さくなるように調整される。なお、この距離d3の調整については、後程、詳細に説明する。 【0023】 次に、塗布液供給ローラ12の表面と印刷版17の表面との距離d2を調整するための調整機構について説明する。 【0024】 図4に示すように、塗布液塗布ローラ12は、左右一対の塗布液供給ローラ支持部33により軸支されている。また、版胴14は、左右一対の版胴支持部34により軸支されている。そして、左右一対の塗布液供給ローラ支持部33は、左右一対の版胴支持部34に対して接離可能な構成となっている。 【0025】 図6は、塗布液供給ローラ支持部33および版胴支持部34付近の拡大図である。なお、図6においては、塗布液供給ローラ支持部33および版胴支持部34の一方の端部のみを図示しているが、他方の端部も同様の構成を有する。 【0026】 版胴14を軸支する版胴支持部34は、昇降テーブル21に固定されている。一方、塗布液供給ローラ12を支持する塗布液供給ローラ支持部33は、昇降テーブル21に対し、その軸芯と垂直な方向に移動可能となっている。 【0027】 昇降テーブル21上には、モータ35が配設されている。このモータ35は、ボールねじ36に連結されている。また、このボールねじ36は、塗布液供給ローラ支持部33と連結したナット37と螺合している。このため、モータ35の駆動によりボールねじ36を回転させた場合には、ナット37が塗布液供給ローラ支持部33およびそこに軸支された塗布液供給ローラ12とともに移動する。そして、ナット37の位置は、ナット37とともに移動するとともに、当たり部材39に当接可能なリニアゲージ等の距離計測センサ38により検出される。 【0028】 上述したように、版胴14を軸支する版胴支持部34は、昇降テーブル21に固定されている。このため、距離計測センサ38で塗布液供給ローラ支持部33の位置を検出しながら、左右一対のモータ35により塗布液供給ローラ支持部33とともに塗布液供給ローラ12を移動させることにより、版胴14の外周部に装着された印刷版17の表面と塗布液供給ローラ12の表面との距離d2を調整することが可能となる。このときの距離d2は、塗布液供給ローラ12上に形成された塗布液の膜厚より小さくなるように調整される。 【0029】 次に、スリットノズル11と塗布液供給ローラ12の表面との距離d1を調整するための調整機構について説明する。 【0030】 図4に示すように、スリットノズル11は、ステー41に連結されている。そして、このステー41の一端部は、第1の支持部材42により、回動可能に支持されている。この第1の支持部材42には、ナット44が付設されている。このナット44は、第1モータ45の駆動により回転するボールねじ46と螺合している。 【0031】 一方、ステー41の他端部は、第2の支持部材43により、回動可能で、かつ、ステー41の長手方向に微動可能に支持されている。この第2の支持部材43には、図示しないナットが付設されている。このナットは、第2モータ47の駆動により回転するボールねじと螺合している。 【0032】 このため、第1モータ45および第2モータ47が同期して回転駆動した場合には、その一端部をステー41を介して第1の支持部材42に支持され、その他端部をステー41を介して第2の支持部材43により支持されたスリットノズル11は、昇降移動することになる。 【0033】 図7は、スリットノズル11の端部付近を拡大して示す斜視図である。 【0034】 昇降テーブル21上には、リニアゲージ等の距離計測センサ48が配設されている。この距離計測センサ48は、スリットノズル11の支持するステー41の端部に付設された当たり部材49と当接可能となっている。この距離計測センサ48は、スリットノズル11の他方の端部にも配設されている。これらの距離計測センサ48は、ステー41の位置を介してスリットノズル11の位置を検出する。 【0035】 上述したように、塗布液供給ローラ12は、塗布液供給ローラ支持部33とともに水平方向にのみ移動し、その高さ位置は固定されている。このため、距離計測センサ48によりスリットノズル11の位置を検出しながら、第1、第2モータ45、47の駆動によりスリットノズル11を移動させることにより、スリットノズルと塗布液供給ローラ12の表面との距離d1を調整することが可能となる。このときの距離d1は、基板16に塗布すべき塗布液の膜厚等により、所定の値に設定される。 【0036】 このとき、スリットノズル11と連結されたステー41は、その一端部を第1支持部材42により回動可能に、また、その他端部を第2支持部材43により回動可能で、かつ、ステー41の長手方向に微動可能に支持されていることから、スリットノズル11に応力が付与されることを防止しつつ、塗布液供給ローラ12の表面とスリットノズル11との間隔を正確に調整することが可能となる。 【0037】 次に、図1に示す塗布液供給ローラ12の洗浄機構13の構成について説明する。図8は、塗布液供給ローラ12の洗浄機構13の概要図である。 【0038】 上述したように、塗布液供給ローラ12の表面に塗布液が残存した場合、その上にさらにスリットノズル11から塗布液供給ローラ12の表面に塗布液が供給されたときに、塗布液の膜厚が増加して不均一となり、必要な膜厚を持ったパターンの転写が不可能となる。このため、塗布液供給ローラ12から版胴14上の印刷版に塗布液を供給した後に、塗布液供給ローラ12の表面を洗浄機構13により洗浄する構成を採用している。 【0039】 この洗浄機構13は、塗布液供給ローラ12の表面に塗布液の溶媒を供給するためのリンスパイプ71と、塗布液供給ローラ12の表面に塗布された塗布液を溶媒とともに掻き落とすための第1ブレード72と、第1ブレード72により掻き落とされた塗布液を回収するための回収バット73と、回収バット73に回収された塗布液を溶剤とともに再利用するための回収管路74と、塗布液の溶媒を貯留するバット75と、塗布液供給ローラ12の表面に残存する塗布液の溶媒を掻き落とすための第2ブレード76とを備える。 【0040】 この洗浄機構においては、リンスパイプ71から供給された塗布液の溶剤により塗布液の固化を防止した上で、塗布液をその溶媒とともに回収バット43に回収する。回収された塗布液は、再生後、再度、スリットノズル11に送液され、再利用される。そして、塗布液が除去された塗布液供給ローラ12の表面は、バット75に貯留された塗布液の溶媒中に浸漬された後、第2ブレード76によりその表面に残存する塗布液の溶媒を除去される。 【0041】 次に、印刷版17の表面に形成されたパターンP上の塗布液を基板16上に転写する転写工程について説明する。図9は、この転写工程を模式的に示す説明図である。 【0042】 上述した塗布液供給ローラ12の表面から印刷版17のパターンP上に塗布液が供給された状態においては、図9(a)に示すように、塗布液の膜厚はdとなっている。そして、印刷が開始されたときには、塗布液は印刷版17のパターンPと基板16とに挟まれ、その膜厚がd0となる。そして、最終的には、上述したように、印刷版17の表面と基板16の表面とが距離d3だけ離隔するように調整されていることから、印刷の最終段階においては、塗布液の膜厚はd3となる。 【0043】 このように、この発明に係る印刷装置においては、印刷版17の表面に形成された塗布液のパターンを基板16上に転写するときに、版胴14に装着された印刷版17の表面と基板16の表面との間に微小な間隔d3を形成することにより、パターン周辺部の外部への太りや、パターン中央部の抜けを防止して、精度の高い印刷を事項することが可能となる。また、印刷版17と基板16とが直接当接しないことから、印刷版の摩耗を防止することも可能となる。 【0044】 次に、上述した印刷版17の表面と基板16の表面との距離d3の調整工程について説明する。図10乃至図12は、距離d3の調整工程を説明する模式図である。 【0045】 図10(a)に示すように、距離d3の調整を行う際には、最初に、上述した一対の非接触変位計23により、搬送テーブル22の上面の位置を測定し、搬送テーブル22の上面が基準面となるように、一対の非接触変位計23のゼロ点の設定を行う。このときには図10(a)において一点鎖線で示すように、搬送テーブル22上に、ストレッチ等の平面を確立できる部材100を載置し、その仮面の位置を測定することによりゼロ点の位置を設定する。 【0046】 次に、図10(b)に示すように、非接触変位計23を搬送テーブル22とともに移動させ、非接触変位計23を版胴14の下方に配置する。そして、非接触変位計23を左右に移動させ、版胴14の最下端位置を検出し、その位置で非接触変位計23を停止させる。 【0047】 次に、図11(a)に示すように、版胴14に印刷版17を装着した状態で版胴14を回転させ、印刷版17の厚みt1を測定する。また、このとき測定した印刷版17の厚みt1から、版胴14の外周部に装着された印刷版14の外径(版胴14の半径+t1)を測定し、この値と版胴14の回転速度に基づいて搬送テーブル22の相対移動速度を計算する。なお、印刷版17の厚みにムラがあるときには、例えば、その平均値を利用する。 【0048】 次に、図11(b)に示すように、一対の非接触変位計30により、基板16の厚みt2と搬送テーブル22の上面の位置とを検出する。搬送テーブル22の上面の位置は、一対の非接触変位計23により搬送テーブル22の上面の位置を測定して得たゼロ点の位置と一致させる。なお、基板16の厚みにムラがあるときには、例えば、その平均値を利用する。 【0049】 そして、図12に示すように、印刷版17の厚みt1および基板16の厚みt2と、版胴14の下端位置および搬送テーブル22の上面位置とに基づいて、印刷版17の表面と基板16の表面との距離d3を調整する。このd3の値は、必要な塗布液の膜厚を得るために、予め設定された値である。 【0050】 以上のような構成を有する印刷装置においては、印刷を実行するに先立って、各調整機構により、スリットノズル11と塗布液供給ローラ12の表面との距離d1、塗布液供給ローラ12の表面と印刷版17の表面との距離d2、および、上述した印刷版17の表面と基板16の表面との距離d3を、基板16に塗布すべき塗布液の膜厚等に基づいて所定の値に設定する。 【0051】 しかる後、図示しないモータの駆動により塗布液供給ローラ12および版胴14を互いに同期して回転させると共に、リニアモータ31の駆動により搬送テーブル22を、版胴14の周速度と同一の速度で版胴14の軸芯と垂直な方向に移動させる。これにより、版胴14の外周部に装着した印刷版17上の塗布液のパターンが基板16の表面に転写される。 【0052】 そして、塗布液を基板16上に転写した印刷版17の表面は、図1に示す版胴14の洗浄機構15により洗浄される。また、印刷版17に塗布液を供給した塗布液供給ローラ12は、図1および図8に示す塗布液供給ローラ12の洗浄機構13により洗浄される。 【0053】 なお、上述した実施形態においては、基板16上にパターン形成用の材料の材料を用いてパターンを印刷する印刷装置にこの発明を適用した場合について説明したが、一般のインキを印刷する印刷装置にこの発明を適用するようにしても良い。 【0054】 また、上述した実施形態においては、塗布液供給ローラ12の表面に塗布液を供給するためのノズルとして、塗布液供給ローラ12の軸線方向に延びるスリットを有するスリットノズル11を使用しているが、塗布液供給ローラ12の表面に対し塗布液供給ローラ12の軸線方向に沿って直線状に塗布液を供給し得るものであれば、他のノズルを使用することも可能である。このようなノズルとして、例えば、塗布液供給ローラ12の軸線方向に多数の円形またはスロット状の吐出口を列設し、これらの吐出口から塗布液供給ローラ12の軸線方向に沿って直線状に塗布液を吐出するノズルを使用してもよい。 【図面の簡単な説明】 【0055】 【図1】この発明に係る印刷装置の要部を示す概要図である。 【図2】この発明に係る印刷装置の斜視図である。 【図3】この発明に係る印刷装置の斜視図である。 【図4】この発明に係る印刷装置の一部を拡大して示す斜視図である。 【図5】この発明に係る印刷装置の一部を拡大して示す斜視図である。 【図6】塗布液供給ローラ支持部33および版胴支持部34付近の拡大図である。 【図7】スリットノズル11の端部付近を拡大して示す斜視図である。 【図8】塗布液供給ローラ12の洗浄機構13の概要図である。 【図9】印刷版17の表面に形成されたパターンP上の塗布液を基板16上に転写する転写工程を模式的に示す説明図である。 【図10】距離d3の調整工程を説明する模式図である。 【図11】距離d3の調整工程を説明する模式図である。 【図12】距離d3の調整工程を説明する模式図である。 【符号の説明】 【0056】 10 塗布液供給機構 11 スリットノズル 12 塗布液供給ローラ 13 洗浄機構 14 版胴 15 洗浄機構 16 基板 17 印刷版 20 基台 21 昇降テーブル 22 搬送テーブル 23 非接触変位計 24 支持側板 25 ガイド部材 26 モータ 30 非接触変位計 31 リニアモータ 32 直動ガイド 33 塗布液供給ローラ支持部 34 版胴支持部 35 モータ 38 距離計測センサ 41 ステー 42 第1の支持部材 43 第2の支持部材 45 第1モータ 47 第2モータ 48 距離計測センサ P パターン
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| 【出願人】 |
【識別番号】000207551 【氏名又は名称】大日本スクリーン製造株式会社
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| 【出願日】 |
平成18年6月29日(2006.6.29) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100101753 【弁理士】 【氏名又は名称】大坪 隆司
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| 【公開番号】 |
特開2008−6705(P2008−6705A) |
| 【公開日】 |
平成20年1月17日(2008.1.17) |
| 【出願番号】 |
特願2006−179520(P2006−179520) |
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