説明

オフセット印刷方法及び装置

【課題】 印刷精度を向上させ、ブランケットの交換サイクルを延ばす。
【解決手段】 架台1に設けたガイドレール2上に、アライメントステージ10と11を備えた版テーブル5と基板テーブル7を走行可能に設けて、その上に版4と基板6を保持させる。各テーブル5,7のアライメントステージ10,11を制御するコントローラを備える。ブランケットロール13を版4に接触させる転写処理時は、版テーブル5のアライメントステージ10をトルク一定制御することで、ブランケットロール13より版4に対して作用する水平方向と回転方向に変位させようとする負荷を、アライメントステージ10の動作で逃がす。その後、ブランケットロール13を基板6に接触させて再転写処理を行うときは、転写処理時に版テーブル5のアライメントステージ10に生じた動作に追従するよう基板テーブル7のアライメントステージ11を位置制御させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に電極パターンを印刷により形成させる場合のように、印刷対象に精細な印刷を高い印刷精度で行うために用いるオフセット印刷方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶ディスプレイ等の電極パターン(導電パターン)を所要の基板上に形成する手法として、金属蒸着膜のエッチング等による微細加工に代えて、導電性ペーストを印刷インクとして用いた印刷技術、たとえば、凹版オフセット印刷技術を用いて基板上に電極パターンを印刷して形成する手法が提案されてきている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
上記液晶ディスプレイ等の電極パターンを基板に形成する場合は、電極幅として、たとえば、10μm程度と微細なものが要求されることがある。更に、基板上に複数の電極パターンを重ね合わせて形成することがあり、この場合は版を代えて電極パターンの重ね刷りを行うことになるが、印刷位置がずれると電極パターンが崩れてしまうことから、精度は対象によって多少異なるが、上記電極幅を10μm程度とするような精細な電極パターンでは、重ね合わせずれを数μmに抑えることが必要とされることもある。そのため、上記基板上への電極パターンの印刷は、紙等に文字や画像を印刷する通常の凹版オフセット印刷に比して高い印刷精度が要求される。
【0004】
オフセット印刷における印刷精度を向上させる条件の1つとしては、ブランケットロールを版に接触させて転写(受理)処理を行わせる際や、ブランケットロールを印刷対象となる基板に接触させて再転写(印刷)処理を行わせる際に、上記ブランケットロールと版又は基板との相対位置の再現性を均一にすることが挙げられる。これは、上記転写処理でインクを版からブランケットロール表面へ吸着させるときや、再転写処理で該ブランケットロール表面のインクを基板へ移す(再転写させる)ときにブランケットロールと版又は基板との相対位置の位置ずれが生じると、印刷精度が悪くなり、特に、重ね刷りの場合は、印刷精度が悪化すると、重ね合わせて形成すべき複数の電極パターンの重ね合わせずれが許容範囲内に収まらなくなる虞が生じるためである。
【0005】
ところで、凹版オフセット印刷の印刷精度を向上させるための手法の1つとして、たとえば、ベアラロール(円筒状当接部)を有するローラ(ブランケットロール)と、平板状の板状体を支持すると共に上記ベアラロールに当接するベアラレール(平面状当接部)を有する本体とを備えて、上記ベアラロールのベアラレールに対する接触力を調整することで、上記ローラと平板状の板状体との相対移動量を調整することが従来提案されている(たとえば、特許文献3参照)。
【0006】
又、オフセット印刷の印刷精度を向上させるための別の手法としては、たとえば、平らな版が載置される版定盤を支持する版テーブル(版台車)と、印刷対象(被印刷物)となるガラス基板が載置される印刷定盤を支持する基板テーブル(印刷台車)とを、同一のガイドレール(レール)に走行(往復動)可能に設けてなる構成として、上記ガイドレールに沿って走行する上記版テーブルと基板テーブルがブランケットロールの直下位置を順次通過するときに、該版テーブル上の版と、基板テーブル上のガラス基板に、転動させた上記ブランケットロールを上方より順に接触させることでオフセット印刷を行うようにすることが提案されている。この手法によれば、上記ガイドレールのブランケットロールの直下となる個所での真直度が低下していても、同一のガイドレールで案内される上記版テーブル及び基板テーブルの姿勢の傾きが互いに同一となることで、上記ブランケットロールに接触する版とガラス基板との姿勢誤差を抑制できるとされている(たとえば、特許文献4参照)。
【0007】
なお、液晶ディスプレイや半導体の製造工程では、積層する部材や層の重ね合わせ精度を確保する必要がある。そのため、3基又は4基の駆動ユニット(直動機構)を備えたアライメントステージ上に、ワークを保持させるようにして、上記ワークに予め設けてあるアライメントマークの位置が、基準位置よりずれている場合は、上記アライメントステージにより、上記ワークについて、XY直交座標平面における配置と、回転角度θの3軸のアライメントを取るようにすることが、一般的に行われている(たとえば、特許文献5参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特許第2797567号公報
【特許文献2】特許第3904433号公報
【特許文献3】特開2006−142764号公報
【特許文献4】特開2008−129362号公報
【特許文献5】特開2005−148045号公報(図1、図12)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、上記特許文献4に示されたものは、版を保持する版テーブルと、印刷対象となるガラス基板を保持する基板テーブルを、同一のガイドレールで案内するようにしてあるため、ブランケットロールの直下位置を通過する版テーブル及び基板テーブルの姿勢の傾きを同一にして、上記ブランケットロールに接触する版とガラス基板との姿勢誤差を抑制できる点では有効である。
【0010】
しかし、加工精度の関係で、上記ブランケットロールの回転中心が偏心していたり、ブランケットロールの軸心方向の一方の端部の径が、他方の端部の径よりも大きくて、ブランケットロールが全体でテーパー状となっていたり、ブランケットロールの外周部に設けてあるブランケットの厚みが均一ではなかったり、更には、ガイドレールの歪み等の影響により、上記ブランケットロールの外周面と、版や印刷対象となるガラス基板との間に生じる相対移動の位置ずれについては、上記特許文献4に記載されたものでは対応することが困難である。
【0011】
すなわち、たとえば、ブランケットロールが、軸心方向一端部の径が軸心方向他端部の径よりも大きいテーパー状になっていると、該ブランケットロールの回転時には、軸心方向の一端寄り個所の周速の方が、軸心方向他端寄り個所の周速よりも速くなってしまう。そのため、このブランケットロールを回転させた状態で版テーブル上に保持させた版や、基板テーブル上に保持させた印刷対象となるガラス基板に接触させると、上記ブランケットロールの外周面と、上記版や基板等の印刷対象との相対移動速度が、ブランケットロールの軸心方向に沿って不均一になり、上記ブランケットロールより上記版を保持した版テーブルや、印刷対象となるガラス基板を保持した基板テーブルに対して、テーブル進行方向を上記ブランケットロールの軸心方向他端側へ曲げようとする力が作用するようになる。
【0012】
しかし、特許文献4に示されたものでは、上記のようなオフセット印刷時におけるブランケットロールと、版や基板等の印刷対象との間に生じる相対移動量の差を修正することに関する考えは何ら示されていないというのが実状である。
【0013】
そのために、オフセット印刷時に上記のようなブランケットロールの外周面と、版や印刷対象となるガラス基板との間に、相対移動の位置ずれ(相対移動量の差)が生じると、その位置ずれに起因して、ブランケットロールの外周部のブランケットの変形や、ブランケットロールと版や印刷対象となるガラス基板の滑りが生じるようになるため、印刷精度が低下すると共に、上記ブランケットの負担が大きくなって該ブランケットの交換サイクルが短くなってしまう。
【0014】
なお、特許文献1、2には、オフセット印刷時におけるブランケットロールと、版や基板等の印刷対象との間に生じる相対移動量の差を修正することに関する考えは何ら示されていない。
【0015】
特許文献3に示されたものは、ローラと平板状の板状体との相対移動量の調整を、上記ローラに備えたベアラロールを上記平板状の板状体を支持する本体上のベアラレールに接触させるときの接触力を調整することで行うようにしてあることから、上記ローラと平板状の板状体との相対移動量を調整すると、その結果として印圧が安定しなくなってしまう。そのため、均一の電極パターンの印刷が困難になるという問題がある。
【0016】
しかも、上記特許文献3に示されたものは、ローラ全体と平板状の板状体の全体について相対移動方向の移動量を調整するものであるため、上記ローラの軸心方向についての上記平板状の板状体との相対移動量の不均一性には何ら対応することはできない。
【0017】
特許文献5には、ワークのアライメントを取るためのアライメントステージは示されているが、該アライメントステージを、オフセット印刷時に回転するブランケットロールに接触させるための版や基板等の印刷対象を保持させるために用いる考えは示されておらず、したがって、オフセット印刷時に上記版や基板等の印刷対象を保持させた状態のアライメントステージの制御手法に関する考えは何ら示唆されるものではない。
【0018】
そこで、本発明は、オフセット印刷を行う際に、構造的な要因によりブランケットロールと版や印刷対象との相対移動量に変化が生じるとしても、上記ブランケットロールにおけるブランケットの変形の負担を抑制することができて、該ブランケットの交換サイクルを長くすることができ、又、印刷精度の向上化を図ることができて、電極パターンのような精細な印刷を高精度で行うことができるようにするためのオフセット印刷方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に対応して、架台上のガイドレール上を走行する版テーブルに保持させた版に、ブランケットロールを上方より接触させ、次いで、該ブランケットロールを、上記ガイドレール上を走行する印刷対象テーブルに保持させた印刷対象に、上方より接触させることで、上記版からブランケットロールへの転写と、ブランケットロールから印刷対象への再転写を行わせるようにするオフセット印刷方法において、上記版テーブルの上部に設けたアライメントステージ上に版を保持させると共に、上記印刷対象テーブルの上部に設けたアライメントステージ上に印刷対象を保持させて、上記版に対して上記ブランケットロールを接触させる間、上記版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御し、次いで、上記ブランケットロールを、上記印刷対象に接触させるときに、上記印刷対象テーブルのアライメントステージを、上記版にブランケットロールを接触させる間に上記トルク一定制御した版テーブルのアライメントステージに生じた変位に追従させるよう位置制御するようにするオフセット印刷方法とする。
【0020】
又、上記構成において、版テーブルのアライメントステージのトルク一定制御は、該アライメントステージにおける複数の駆動ユニットにより支持したトッププレートに対して、上記各駆動ユニットより力を付与させ、且つ該各駆動ユニットよりトッププレートに付与する力の合力を相殺するよう制御させるようにする。
【0021】
更に、請求項3に対応して、架台上に設けたガイドレール上を走行する版テーブルと印刷対象テーブルを備え、上記版テーブルに保持させた版と、上記印刷対象テーブルに保持させた印刷対象に、ブランケットロールを上方より順次接触させることで、上記版からブランケットロールへの転写と、ブランケットロールから印刷対象への再転写を行わせるようにしてあるオフセット印刷装置において、上記版テーブルの上部にアライメントステージを設けて該アライメントステージ上に版を保持できるようにすると共に、上記印刷対象テーブルの上部にアライメントステージを設けて該アライメントステージ上に印刷対象を保持できるようにし、更に、上記版テーブル上の版に対して上記ブランケットロールを接触させるときに上記版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御する機能と、上記ブランケットロールを上記印刷対象テーブル上の印刷対象に接触させるときに上記印刷対象テーブルのアライメントステージを、上記版にブランケットロールを接触させる間に上記トルク一定制御した版テーブルのアライメントステージに生じた変位に追従させるよう位置制御する機能とを有するコントローラを備えてなる構成を有するオフセット印刷装置とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
(1)架台上のガイドレール上を走行する版テーブルに保持させた版に、ブランケットロールを上方より接触させ、次いで、該ブランケットロールを、上記ガイドレール上を走行する印刷対象テーブルに保持させた印刷対象に、上方より接触させることで、上記版からブランケットロールへの転写と、ブランケットロールから印刷対象への再転写を行わせるようにするオフセット印刷方法において、上記版テーブルの上部に設けたアライメントステージ上に版を保持させると共に、上記印刷対象テーブルの上部に設けたアライメントステージ上に印刷対象を保持させて、上記版に対して上記ブランケットロールを接触させる間、上記版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御し、次いで、上記ブランケットロールを、上記印刷対象に接触させるときに、上記印刷対象テーブルのアライメントステージを、上記版にブランケットロールを接触させる間に上記トルク一定制御した版テーブルのアライメントステージに生じた変位に追従させるよう位置制御するようにするオフセット印刷方法、及び、架台上に設けたガイドレール上を走行する版テーブルと印刷対象テーブルを備え、上記版テーブルに保持させた版と、上記印刷対象テーブルに保持させた印刷対象に、ブランケットロールを上方より順次接触させることで、上記版からブランケットロールへの転写と、ブランケットロールから印刷対象への再転写を行わせるようにしてあるオフセット印刷装置において、上記版テーブルの上部にアライメントステージを設けて該アライメントステージ上に版を保持できるようにすると共に、上記印刷対象テーブルの上部にアライメントステージを設けて該アライメントステージ上に印刷対象を保持できるようにし、更に、上記版テーブル上の版に対して上記ブランケットロールを接触させるときに上記版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御する機能と、上記ブランケットロールを上記印刷対象テーブル上の印刷対象に接触させるときに上記印刷対象テーブルのアライメントステージを、上記版にブランケットロールを接触させる間に上記トルク一定制御した版テーブルのアライメントステージに生じた変位に追従させるよう位置制御する機能とを有するコントローラを備えてなる構成を有するオフセット印刷装置としてあるので、版からブランケットロールへの転写処理の工程では、版とブランケットロールとの相対移動量の差を抑制して両者のすべりを抑えることができて、版よりブランケットロールへ転写させる印刷パターンの精度を高めることができる。更に、ブランケットロールから印刷対象への再転写処理の工程の際は、ブランケットロールの外周面に対する印刷対象の接触位置を、上記転写処理時におけるブランケットロールの外周面に対する版の接触位置と同様の位置とすることができるため、ブランケットロールより印刷対象へ再転写する印刷パターンの精度を高めることができる。したがって、高精度のオフセット印刷を実施することができ、特に、重ね刷りを行う際の印刷精度を高めることができる。
(2)よって、基板等の印刷対象に対し、電極パターンのような精密な印刷パターンを正確に且つ高い再現性で印刷することができると共に、印刷対象に対し電極パターンのような精密な印刷パターンを重ね刷りをする場合であっても、重ね合わせずれを抑制することができるようになることから、重ね合わせずれを数μmに抑えた高精度印刷を行うことが可能になる。
(3)しかも、上記版や印刷対象に対してブランケットロールより水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用することがなくなるため、オフセット印刷を行う過程で上記ブランケットロールの外周部に設けられているブランケットに生じる変形を抑えることができて、該ブランケットにかかる負担を低減できることから、ブランケットの交換サイクルを長くすることが可能になる。
(4)上記転写処理の工程では、版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御するようにしてあるため、版を保持した版テーブルのアライメントステージに、不測の事態により予定外の外力が作用しても、該アライメントステージに保持した版が容易に変位する虞を防止できる。このため、高精度のオフセット印刷を安定して実施することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明のオフセット印刷方法及び装置の実施の一形態の要部を示す概略斜視図である。
【図2】図1のオフセット印刷装置の全体構成を示す概略側面図である。
【図3】図2のI−I方向矢視拡大図である。
【図4】図1のオフセット印刷装置における版テーブルに設けるアライメントステージを示すもので、(イ)は概略斜視図、(ロ)は概略側面図である。
【図5】図1のオフセット印刷装置に備えるコントローラの制御構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【0025】
図1乃至図5は本発明のオフセット印刷方法及び装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。
【0026】
すなわち、本発明のオフセット印刷方法の実施に用いる本発明のオフセット印刷装置は、図1乃至図3に示すように、水平な架台1の上側に、一方向(X軸方向)に延びるガイドレール2、たとえば、2本一組のガイドレール2を設け、該ガイドレール2に、版4を載置して保持させるための版テーブル5と、印刷対象となる基板6を載置して保持させるための印刷対象テーブルとしての基板テーブル7を、ガイドレール2の長手方向の一端側(図1、図2における左側)より順に並べて配置した状態で、それぞれ個別のガイドブロック3を介しスライド可能に取り付ける。
【0027】
上記各テーブル5,7には、リニアモータ等の駆動装置8を備えて、上記ガイドレール2に沿って独立して往復動(走行)できるようにする。又、上記架台1上の所要個所に上記ガイドレール2に沿って設けた共通のリニアスケール9により、上記版テーブル5と基板テーブル7のガイドレール2の長手方向に沿う位置、すなわち、X軸方向の所要の点を基準とする絶対位置(座標)の検出を行うことができるようにする。
【0028】
上記版テーブル5は、その上部に上記ガイドレール2の長手方向(X軸方向)及びガイドレール2の長手方向に直交する方向(Y軸方向)への水平移動と、ガイドレール2の長手方向に対するヨー角度(θ)の回転が可能なアライメントステージ10を設けて、該アライメントステージ10の上側に版4を保持できるようにする。
【0029】
上記基板テーブル7は、その上部に上記版テーブル5のアライメントステージ10と同様にX軸方向及びY軸方向への水平移動と、ヨー角度(θ)の回転が可能なアライメントステージ11を設けて、該アライメントステージ11の上側に印刷対象としての基板6を保持できるようにする。
【0030】
上記架台1上における上記ガイドレール2の長手方向中間部と対応する個所には、上記ガイドレール2の上方を跨ぐようにガイドレール2の長手方向と直角な水平方向(Y軸方向)に沿って配置したブランケットロール13と、該ブランケットロール13を昇降させるための昇降駆動手段14と、上記ブランケットロール13を回転駆動するための回転駆動手段15を備えた転写機構部12を設ける。
【0031】
更に、上記架台1上における所要個所、たとえば、上記転写機構部12より上記ガイドレール2の長手方向他端寄り側へ所要寸法離れた個所に、上記版テーブル5のアライメントステージ10に保持させる版4と、上記基板テーブル7のアライメントステージ11に保持させる基板6について、共通のアライメントセンサ17を用いてそれぞれアライメントを取ることができるようにしたアライメントエリア16を設ける。
【0032】
更に、図5に示すように、上記アライメントエリア16で版4や基板6のアライメントを取る際には、上記各テーブル5,7のアライメントステージ10,11に対してアライメント用の位置制御指令C1,C2を与え、又、上記転写機構部12でオフセット印刷における版4からブランケットロール13への転写(受理)処理を行わせる際には、版テーブル5のアライメントステージ10へトルク一定制御指令C3を与え、更に、上記ブランケットロール13から印刷対象である基板6への再転写(印刷)処理を行わせる際には、基板テーブル7のアライメントステージ11へ位置制御指令C4を与える機能を有するコントローラ(制御器)18を備えて本発明のオフセット印刷装置を構成する。
【0033】
なお、本発明のオフセット印刷装置は、オフセット印刷を行う必要上、図2に示すように、上記架台1上におけるガイドレール2の長手方向一端部と対応する個所に、ガイドレール2の長手方向一端部まで版テーブル5を移動させて待機させると共に、版4の交換を行うための版テーブル待機エリア19を備え、又、上記架台1上における上記版テーブル待機エリア19と上記転写機構部12との間に、上記版テーブル5のアライメントステージ10上に保持させた版4に対してインキングを行うためのインキング装置20を備える。更に、上記架台1上におけるガイドレール2の長手方向他端部と対応する個所に、ガイドレール2の長手方向他端部まで基板テーブル7を移動させて待機させた状態で、該基板テーブル7のアライメントステージ11に対して新たな基板6の取り付けと印刷後の基板6の取外しを行うための基板設置エリア21を備えた構成としてあるものとする。
【0034】
詳述すると、上記アライメントエリア16は、図1及び図2に示すように、上記ガイドレール2に沿って走行する版テーブル5及び基板テーブル7が下方を通過できるようにした支持架台22を有し、且つ該支持架台22における、上記版テーブル5のアライメントステージ10上に保持させる版4、及び、上記基板テーブル7のアライメントステージ11上に保持させる基板6の対角に対応する2個所又は四隅部に対応する4個所に、アライメントセンサとしての精密カメラ17(便宜上、アライメントセンサ17と同じ符号を付してある)をそれぞれ下向きに設けた構成としてある。なお、図1では版4と基板6の四隅部に対応する4個所に精密カメラ17を設けた構成が示してある。
【0035】
上記版テーブル5のアライメントステージ10、及び、上記基板テーブル7のアライメントステージ11は、図4(イ)(ロ)に示す如く、固定側のベース23の上側に、版4又は基板6を載置して保持するためのトッププレート24を配置すると共に、上記トッププレート24の外周部の4個所、たとえば、該トッププレート24の四隅部に対応した4個所と、その下方に位置するベース23の対応する個所との間に、個別の駆動モータ25を備えたX軸方向の2基の駆動ユニットx1,x2及びY軸方向の2基の駆動ユニットy1、y2を設けてなる構成としてある。
【0036】
又、上記各テーブル5,7の各アライメントステージ10,11は、コントローラ18より位置制御指令C1,C2,C4が与えられるときには、上記X軸方向及びY軸方向の2基ずつの駆動ユニットx1,x2及びy1,y2のそれぞれ対応する軸方向の動作量を適宜組み合わせて調整することで、トッププレート24上に保持した版4や印刷対象である基板6を、該トッププレート24と一緒にXY軸を含む面内で任意の方向へ水平移動させると共に、ヨー角度(θ)を回転させて、所望する位置、角度に配置させることができるようにしてある。
【0037】
更に、版テーブル5のアライメントステージ10は、上記コントローラ18よりトルク一定制御指令C3が与えられると、上記X軸方向の2基の各駆動ユニットx1,x2及び上記Y軸方向の2基の各駆動ユニットy1,y2より上記トッププレート24へ付与する力の合力が相殺されるように、上記各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の各駆動モータ25の出力するトルクを調整した後、該各駆動モータ25の出力を一定トルクに保持できるようにしてある。上記のように各駆動ユニットx1,x2,y1,y2よりトッププレート24へ付与する力の合力が相殺されるようにする場合の一例としては、たとえば、図4(イ)に示すように、上記X軸方向の2基の駆動ユニットx1,x2よりトッププレート24に対しX軸方向に沿う外向きの力を、又、上記Y軸方向の2基の駆動ユニットy1,y2よりトッププレート24に対しY軸方向に沿う内向きの力を、それぞれ同じ大きさで作用させるようにしてある。これにより、上記トッププレート24は、上記各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の出力によりそれぞれ対応する軸方向に付勢された状態で、移動及び回転が防止された状態となるようにしてあり、この状態を、上記コントローラ18から与えられる上記トルク一定制御指令C3が解除されるまで継続することができるようにしてある。
【0038】
上記コントローラ18は、図5にその制御構成を示す如く、版テーブル5及び基板テーブル7の位置や走行を制御するテーブル走行制御部18aと、上記版テーブル5及び基板テーブル7の各アライメントステージ10,11の動作を制御するアライメントステージ制御部18bと、転写機構部12におけるブランケットロール13の回転動作(転動)を制御するロール回転制御部18cと、上記ブランケットロール13の昇降動作を制御するロール昇降制御部18dとを備えてなる構成としてある。
【0039】
具体的には、上記コントローラ18のテーブル走行制御部18aは、架台1上に設けたリニアスケール9より入力される版テーブル5と基板テーブル7の個別のテーブル位置検出信号S1を基に、該版テーブル5と基板テーブル7の個別の駆動装置8へそれぞれテーブル位置制御指令C5を与えて、上記各テーブル5,7のガイドレール2の長手方向(X軸方向)に関する位置を制御できるようにしてある。更に、上記テーブル走行制御部18aは、上記各テーブル5,7のX軸方向の位置を変化させるときの位置の変化の方向(X軸方向の座標の増減)と、単位時間当たりの位置の変化量を制御することで、該各テーブル5,7の移動方向(走行方向)と移動速度(走行速度)を制御できるようにしてある。
【0040】
上記コントローラ18のロール回転制御部18cは、転写機構部12におけるブランケットロール13又はその回転駆動手段15に設けてある図示しないエンコーダより入力される信号を基に、上記ブランケットロール13の回転速度及び回転角度を検出し、その検出データを基に、上記回転駆動手段15へ指令C6を与えて、上記ブランケットロール13の回転速度と回転角度を制御できるようにしてある。更に、上記コントローラ18では、ロール回転制御部18cと、上記テーブル走行制御部18aとを同期制御できるようにしてある。これにより、上記回転駆動手段15で回転駆動するブランケットロール13の外周面の周速を、ガイドレール2に沿って走行する版テーブル5上の版4や基板テーブル7上の基板6の移動速度に同期させることができるようにしてある。
【0041】
上記コントローラ18のロール昇降制御部18dは、上記転写機構部12に設けてブランケットロール13の高さ位置を検出できるようにしてある図示しないロール高さ検出手段より入力されるブランケットロール13のロール高さ位置の検出信号を基に、ブランケットロール13の昇降駆動手段14へ指令C7を与えて、ブランケットロール13のロール高さ位置を制御できるようにしてある。
【0042】
更に、上記ロール昇降制御部18dは、上記ブランケットロール13をその直下位置に配置された版テーブル5上の版4や、基板テーブル7上の基板6に対して上方より押し付けるようにして接触させるときの反力を検出するようにしてある図示しない圧力センサから入力される圧力検出信号を基に、上記ブランケットロール13の版4や基板6に対する接触圧力、すなわち、印圧を計測できるようにしてあると共に、該印圧の計測結果を基に、上記昇降駆動手段14によるブランケットロール13のロール高さ位置の制御を介して、該ブランケットロール13を版4や基板6に接触させるときの印圧を、予め設定してある所定の印圧に調整できるようにしてある。
【0043】
なお、上記ロール昇降制御部18dにおける上記ブランケットロール13の版4や基板6に対する印圧の計測手法としては、上記図示しないロール高さ検出手段によって検出されるブランケットロール13のロール高さ位置と、該ブランケットロール13の径、及び、版テーブル5上の版4や基板テーブル7上の基板6の表面の高さ位置に関する構造的な情報(幾何学的な情報)とから、上記ブランケットロール13の外周部に設けてあるブランケット13aが上記版4や基板6に対して押し付けられて撓む量(潰し代)を求め、該求められたブランケット13aの撓み量から、上記ブランケットロール13の版4や基板6に対する印圧を計測する手法を採用するようにしてもよい。
【0044】
上記コントローラ18では、ロール昇降制御部18dと上記テーブル走行制御部18aとを同期制御できるようにしてある。これにより、上記ガイドレール2に沿って走行する版テーブル5上の版4や、基板テーブル7上の基板6が上記転写機構部12のブランケットロール13の直下位置を通過するときに、該版4や基板6に対して上記ブランケットロール13を上方より正確に接触させることができるようにしてある。
【0045】
上記コントローラ18のアライメントステージ制御部18bは、版テーブル5と基板テーブル7のアライメントステージ10,11における各駆動ユニットx1,x2,y1,y2に個別に付設してある図示しないリニアスケールより入力される個々の駆動ユニットx1,x2,y1,y2の対応する軸方向の動作量の検出信号を基に、上記各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の個別の動作量と、該各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の動作に伴って生じるトッププレート24のXYθの3軸方向の変位量を把握できるようにしてある。
【0046】
又、上記アライメントステージ制御部18bは、上記アライメントエリア16に予め設定してある所定のアライメント位置に版テーブル5が配置され、この状態で該版テーブル5上に保持された版4の対角又は四隅部にポインティングされている図示しないアライメントマーカが、上記アライメントセンサとしての各精密カメラ17により検出されて、その画像の信号S2が該各精密カメラ17より入力されると、上記版テーブル5のアライメントステージ10にアライメント用の位置制御指令C1を与えて、上記各精密カメラ17によって検出される版4のアライメントマーカの位置が、予め設定してある所定の配置と一致するように、該版テーブル5のアライメントステージ10の各駆動ユニットx1,x2,y1,y2を適宜動作させて、トッププレート24と一緒に上記版4のXYθの3軸方向に関するセンサフィードバックアライメント補正を行わせるようにする機能を備える。同様に、上記アライメントステージ制御部18bは、上記アライメントエリア16の所定のアライメント位置に基板テーブル7が配置され、この状態で該基板テーブル7に保持された基板6の対角又は四隅部にポインティングされているアライメントマーカが上記各精密カメラ17により検出されて、その画像の信号S2が該各精密カメラ17より入力されると、上記基板テーブル7のアライメントステージ11にアライメント用の位置制御指令C2を与えて、上記各精密カメラ17によって検出される基板6のアライメントマーカの位置が、予め設定してある所定の配置と一致するように、該基板テーブル7のアライメントステージ11の各駆動ユニットx1,x2,y1,y2を適宜動作させて、トッププレート24と一緒に上記基板6のXYθの3軸方向のセンサフィードバックアライメント補正を行わせるようにする機能を備える。
【0047】
なお、印刷対象とする基板6に対して重ね刷りを行う場合であって、各基板6ごとに対する第1層目の印刷パターンの配置については厳密な印刷位置の再現性が特に求められず、印刷パターンの重ね合わせずれの防止がより重要となる場合は、基板6の対角又は四隅部に予めアライメントマーカをポインティングすることに代えて、基板6に対して第1層目の印刷パターンの印刷を行うときに、同時にアライメントマーカを印刷によりポインティングするようにしてもよい。よって、この場合は、基板テーブル7に保持させた基板6に第1層目の印刷パターンの印刷を行う前は、該基板6のアライメントを取る必要はない。
【0048】
更に、上記アライメントステージ制御部18bは、上記転写機構部12にてブランケットロール13をその直下に配置された版テーブル5上の版4に対し接触させて、オフセット印刷における転写(受理)処理工程を実施する際、上記版テーブル5上の版4に対して上記ブランケットロール13が接触するまでは、上記版テーブル5のアライメントステージ10に対して、上記アライメントエリア16におけるアライメントを取った後の版4の位置(アライメント補正後の版4の位置)を保持させるための位置制御指令C1を与えて上記版4の位置制御を行うようにしてある。その後、上記回転駆動手段15により周速が上記版テーブル5上の版4の移動速度に同期するよう回転させたブランケットロール13を、上記昇降駆動手段14により下降させて版テーブル5上の版4に上方より接触させるときに、上記アライメントステージ制御部18bは、上記ブランケットロール13の接触直後の版4の位置ずれを、版テーブル5のアライメントステージ10の位置制御により修正させた後、該アライメントステージ10に対してトルク一定制御指令C3を与えて、上記転写(受理)処理工程が終了してブランケットロール13が版4より離反するようになるまで、上記アライメントステージ10のトルク一定制御を行う機能を備えるようにしてある。
【0049】
これにより、上記のようにしてコントローラ18のアライメントステージ制御部18bよりトルク一定制御指令C3が与えられた版テーブル5のアライメントステージ10では、上記版4を載置して保持したトッププレート24を保持する各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の各駆動モータ25の出力トルクが一定に制御された状態となる。よって、この状態で、上記版テーブル5や版4やブランケットロール13の製作精度、たとえば、上記ブランケットロール13の回転中心が偏心していたり、ブランケットロール13の軸心方向の一方の端部の径が他方の端部の径よりも大きくて該ブランケットロール13が全体でテーパー状となっていたり、ブランケットロール13の外周部に設けてあるブランケット13aの厚みが均一ではなかったり、版4の厚みが均一ではなかったり、上記ガイドレール2の歪み等に由来して、上記ブランケットロール13の外周面と版4との相対移動量に差が生じて、上記ブランケットロール13より版4に対して鉛直方向下向き以外の方向の力、すなわち、該版4を水平変位や回転変位させようとする力が作用するようになる場合は、上記版テーブル5のアライメントステージ10のトッププレート24を保持している各駆動ユニットx1,x2,y1,y2にそれぞれかかる負荷が変化するようになる。この際、上記各駆動ユニットx1,x2,y1,y2は、各々の駆動モータ25によるトルク一定制御が行われているために、より高い負荷が作用するようになる駆動ユニットx1,x2,y1,y2が、その負荷を逃がす方向に動作させられて、負荷が一定に保たれるようになることから、上記版テーブル5のアライメントステージ10では、上記ブランケットロール13より水平変位や回転変位させようとする力を受ける版4を保持したトッププレート24の位置が、負荷が少なくなる水平方向や回転方向に自動的に変位させられるようになる。したがって、上記版4に対し、ブランケットロール13より水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用する虞を回避できるようにしてある。
【0050】
上記のようにして版テーブル5のアライメントステージ10の版4を保持したトッププレート24の位置が、負荷が少なくなる方向へ変位させられると、上記アライメントステージ制御部18bは、該トッププレート24の変化量を、たとえば、上記各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の動作量を基に検出し、その検出値をアライメント補正テーブルTとしてテーブル記憶部26に登録する機能を備えるようにしてある。
【0051】
更に又、上記アライメントステージ制御部18bは、上記転写機構部12にて上記転写(受理)処理工程の後、ブランケットロール13をその直下に配置された基板テーブル7上の基板6に対し接触させて、オフセット印刷における再転写(印刷)処理工程を実施する際には、上記基板テーブル7のアライメントステージ11に対して、上記アライメントエリア16におけるアライメントを取った後の基板6の初期位置(アライメント補正後の基板6の位置)に、上記テーブル記憶部26より呼び出したアライメント補正テーブルTを加えた値を求めて、該求められた値を目標位置とする位置制御指令C4を与える機能を備えるようにしてある。これにより、上記基板テーブル7上の基板6に対しブランケットロール13を接触させて再転写(印刷)処理工程を実施するときには、上記基板テーブル7のアライメントステージ11を、上記転写(受理)処理時にトルク一定制御された状態の版テーブル5のアライメントステージ10に生じた動作と同じ動作をするように位置制御できるようにしてある。したがって、上記基板6は、上記印刷(受理)処理時における版4と同様に、上記ブランケットロール13より受ける水平変位や回転変位させようとする力の負荷を逃がす方向へ位置制御されるようになることから、該基板6に対して上記ブランケットロール13より水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用する虞を回避できるようにしてあると共に、該基板6を、上記ブランケットロール13の外周面に対し、上記版4と同様の位置で接触させることができるようにしてある。
【0052】
なお、上記アライメントステージ制御部18bは、上記したように、版テーブル5上の版4や基板テーブル7上の基板6の位置に応じて制御内容が異なることから、上記テーブル走行制御部18aと同期制御できるようにしてあるものとする。
【0053】
上記コントローラ18は、図5に二点鎖線で示すように、インキング装置20の運転を制御するインキング制御部18eを備えて、該インキング制御部18eを、上記テーブル走行制御部18aと同期制御できるようにした機能を備えてなる構成として、上記版テーブル5が上記インキング装置20を通過するときに、該版テーブル5上に保持した版4に対して上記インキング装置20によりインキングを行わせる動作を、上記コントローラ18で制御するようにしてもよい。
【0054】
以上の構成としてある本発明のオフセット印刷装置を用いてオフセット印刷を行う場合は、先ず、版テーブル5に保持させる版4については、版4を交換する都度、更には、同じ版4であっても所要の印刷時間経過ごとにアライメントエリア16で該版テーブル5のアライメントステージ10を用いてアライメントを取るようにする。又、基板テーブル7に保持させる基板6については、該基板テーブル7上に新たな基板6を取り付けるたびに上記アライメントエリア16で該基板テーブル7のアライメントステージ11を用いてアライメントを取るようにする。これにより、アライメントを取った時点の版4の位置に対して、アライメントをとった時点での基板6の相対位置が、毎回再現されるようになる。
【0055】
その後、インキング装置20でインキングした版4を、版テーブル5の走行により転写機構部12へ移動させて、ブランケットロール13の直下位置を走行させる版テーブル5上に保持した版4に対し、回転駆動手段15により上記版4の移動速度に同期した周速で回転させた上記ブランケットロール13を上方より接触させて、該版4よりブランケットロール13へのインクの転写(受理)処理を行う。
【0056】
この転写(受理)処理の際は、上記版テーブル5では、アライメントステージ10の各駆動ユニットx1,x2,y1,y2がトルク一定制御されるようにしてあるため、上記版テーブル5や版4やブランケットロール13の製作精度等に由来して、上記ブランケットロール13と版4との相対移動量に差が生じ、上記ブランケットロール13より版4に対して水平変位や回転変位させようとする力が作用するようになると、該作用する力の負荷を逃がす方向へ版テーブル5のアライメントステージ10が動作させられるようになる。
【0057】
したがって、上記版テーブル5上の版4に対して、上記ブランケットロール13より水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用することがなくなる。又、上記転写(受理)処理の際におけるブランケットロール13と版4との相対移動量の差が、上記版テーブル5のアライメントステージ10の動作により吸収されるようになるため、版4に接触するブランケットロール13のブランケット13aの変形が抑制されると共に、ブランケットロール13と版4とのすべりも抑制されるようになる。
【0058】
よって、上記版4の印刷パターンが、上記ブランケットロール13に精度よく転写(受理)される。
【0059】
次いで、基板6を保持させた基板テーブル7を、転写機構部12へ移動させて、上記転写(受理)処理時における版テーブル5の走行方向と同じ方向からブランケットロール13の直下位置を走行させるときに、基板テーブル7上の基板6に対し、回転駆動手段15により上記基板6の移動速度に同期した周速で回転させた上記ブランケットロール13を、上方より上記転写(受理)処理時に版4に接触させたときと同様の位相で接触させて、該ブランケットロール13より基板6へのインクの再転写(印刷)処理を行う。
【0060】
この再転写(印刷)処理の際、上記基板テーブル7では、アライメントステージ11が、アライメントエリア16におけるアライメントを取った後の基板6の初期位置に上記テーブル記憶部26より呼び出したアライメント補正テーブルTを加えてなる目標位置、すなわち、上記印刷(受理)処理時における版テーブル5のアライメントステージ10の動作に追従するように位置制御されるようになる。
【0061】
したがって、上記基板テーブル7上の基板6に対して、上記ブランケットロール13より水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用することがなくなる。更に、上記ブランケットロール13の外周面に対する基板6の接触する位置が、上記印刷(受理)処理時におけるブランケットロール13の外周面に対する版4の接触位置と同様の位置となる。
【0062】
よって、上記ブランケットロール13に版4より一旦転写(受理)されている印刷パターンが、該ブランケットロール13より上記基板6に対して精度よく再転写(印刷)されるようになる。
【0063】
このように、本発明のオフセット印刷方法及び装置によれば、転写(受理)処理工程の際には、版4とブランケットロール13との相対移動量の差を抑制して両者のすべりを抑えることができて、版4よりブランケットロール13へ転写(受理)する印刷パターンの精度を高めることができる。更に、再転写(印刷)処理工程の際は、ブランケットロール13の外周面に対する基板6の接触位置を、上記転写(受理)処理時におけるブランケットロール13の外周面に対する版4の接触位置と同様の位置とすることができて、該ブランケットロール13より基板6へ再転写(印刷)する印刷パターンの精度を高めることができる。したがって、高精度のオフセット印刷を実施することができ、特に、重ね刷りを行う際の印刷精度を高めることができる。
【0064】
以上により、各基板6に対し、電極パターンのような精密な印刷パターンを正確に且つ高い再現性で印刷することができると共に、基板6に対して電極パターンのような精密な印刷パターンを重ね刷りをする場合であっても、重ね合わせずれを抑制することができて、重ね合わせずれを数μmに抑えた高精度印刷を行うことが可能になる。
【0065】
しかも、上記転写(受理)処理工程では、版4に対してブランケットロール13より水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用することがなくなると共に、上記再転写(印刷)処理工程では、基板6に対してブランケットロール13より水平方向や回転方向に変位させようとする大きな負荷が作用することがなくなるため、オフセット印刷を行う過程で上記ブランケットロール13のブランケット13aに生じる変形を抑えることができ、該ブランケット13aにかかる負担を低減できることから、ブランケット13aの交換サイクルを長くすることができる。
【0066】
又、上記転写(受理)処理工程では、版テーブル5のアライメントステージ10をトルク一定制御することにより、版4を載置して保持したトッププレート24に対して、各駆動ユニットx1,x2,y1,y2よりそれぞれ対応する軸方向の力を付与し続けるようにしてあるため、このトルク一定制御を行っている間に、上記版4を保持した状態の版テーブル5のアライメントステージ10のトッププレート24に、不測の事態により予定外の外力が作用しても、該トッププレート24が容易に変位する虞を防止できる。このため、高精度のオフセット印刷を安定して実施することができる。
【0067】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、上記版テーブル5のアライメントステージ10、及び、基板テーブル7のアライメントステージ11は、X軸とY軸方向の水平移動及びヨー角度(θ)の回転を行うことでそれぞれ対応する版4や基板6のアライメントを取ることができるようにしてあれば、各駆動ユニットx1,x2,y1,y2の配置は適宜変更してもよい。又、X軸方向の2基の駆動ユニットとY軸方向の1基の駆動ユニット、又は、X軸方向の1基の駆動ユニットとY軸方向の2基の駆動ユニットによる計3基の駆動ユニットを備えた形式のアライメントステージ10,11を用いるようにしてもよい。
【0068】
したがって、転写(受理)処理工程で版テーブル5のアライメントステージ10をトルク一定制御する場合は、該アライメントステージ10に装備されている各駆動ユニットよりトッププレート24にそれぞれ付与する力の合力を相殺させるようにするための個々の駆動ユニットの出力は、各駆動ユニットの配置や数に応じて適宜変更してよい。
【0069】
版テーブル5、及び、印刷対象テーブルとしての基板テーブル7の形状やサイズ、それぞれのアライメントステージ10,11の形状やサイズは、図示するための便宜上のものであり、実寸法に対応させたものではない。
【0070】
架台1上のアライメントエリア16は、ガイドレール2における版テーブル5及び基板テーブル7の双方が走行可能な位置と対応する個所であり、且つ転写機構部12やインキング装置20、版テーブル待機エリア19や基板設置エリア21と干渉しないようにすれば、ガイドレール2の長手方向における配置を、図2に示した以外の配置としてもよい。
【0071】
上記アライメントエリア16のアライメントセンサは、アライメントエリア16の所定位置に配置した状態の版テーブル5のアライメントステージ10上に保持させた版4や、基板テーブル7のアライメントステージ11上に保持させた基板6の位置を高精度で検出できるようにしてあれば、精密カメラ17以外の任意のアライメントセンサを用いるようにしてもよい。
【0072】
転写機構部12におけるブランケットロール13の回転駆動手段15は、コントローラ18のロール回転制御部18cからの指令C6に応じてブランケットロール13の回転速度と回転角度を制御できるようにしてあれば、任意の形式の回転駆動手段15を採用してよい。又、ブランケットロール13の昇降駆動手段14は、コントローラ18のロール昇降制御部18dからの指令に応じて、ブランケットロール13を昇降させると共に、該ブランケットロール13の昇降を介して、該ブランケットロール13を版テーブル5上の版4や基板テーブル7上の基板6に対して上方より接触させるときの印圧を適宜調整することができるようにしてあれば、任意の形式の昇降駆動手段14を採用してよい。
【0073】
インキング装置20は版テーブル5に保持された版4へ適正なインキングが行えるようにしてあれば、任意の形式のインキング装置20を用いるようにしてよい。
【0074】
本発明のオフセット印刷方法及び装置は、基板6以外の印刷対象に印刷を行う場合に適用してもよい。この場合は、上記印刷対象を、上記基板テーブル7と同様のアライメントステージ11を備えた構成としてある印刷対象テーブル上に保持させるようにすると共に、オフセット印刷における再転写(印刷)処理時に、該印刷対象テーブルのアライメントステージ11を、上記基板テーブル7のアライメントステージ11と同様に制御するようにすればよい。
【0075】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0076】
1 架台
2 ガイドレール
4 版
5 版テーブル
6 基板(印刷対象)
7 基板テーブル(印刷対象テーブル)
10 アライメントステージ
11 アライメントステージ
13 ブランケットロール
18 コントローラ
24 トッププレート
x1、x2 駆動ユニット
y1,y2 駆動ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
架台上のガイドレール上を走行する版テーブルに保持させた版に、ブランケットロールを上方より接触させ、次いで、該ブランケットロールを、上記ガイドレール上を走行する印刷対象テーブルに保持させた印刷対象に、上方より接触させることで、上記版からブランケットロールへの転写と、ブランケットロールから印刷対象への再転写を行わせるようにするオフセット印刷方法において、上記版テーブルの上部に設けたアライメントステージ上に版を保持させると共に、上記印刷対象テーブルの上部に設けたアライメントステージ上に印刷対象を保持させて、上記版に対して上記ブランケットロールを接触させる間、上記版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御し、次いで、上記ブランケットロールを、上記印刷対象に接触させるときに、上記印刷対象テーブルのアライメントステージを、上記版にブランケットロールを接触させる間に上記トルク一定制御した版テーブルのアライメントステージに生じた変位に追従させるよう位置制御することを特徴とするオフセット印刷方法。
【請求項2】
版テーブルのアライメントステージのトルク一定制御は、該アライメントステージにおける複数の駆動ユニットにより支持したトッププレートに対して、上記各駆動ユニットより力を付与させ、且つ該各駆動ユニットよりトッププレートに付与する力の合力を相殺するよう制御させるようにする請求項1記載のオフセット印刷方法。
【請求項3】
架台上に設けたガイドレール上を走行する版テーブルと印刷対象テーブルを備え、上記版テーブルに保持させた版と、上記印刷対象テーブルに保持させた印刷対象に、ブランケットロールを上方より順次接触させることで、上記版からブランケットロールへの転写と、ブランケットロールから印刷対象への再転写を行わせるようにしてあるオフセット印刷装置において、上記版テーブルの上部にアライメントステージを設けて該アライメントステージ上に版を保持できるようにすると共に、上記印刷対象テーブルの上部にアライメントステージを設けて該アライメントステージ上に印刷対象を保持できるようにし、更に、上記版テーブル上の版に対して上記ブランケットロールを接触させるときに上記版テーブルのアライメントステージをトルク一定制御する機能と、上記ブランケットロールを上記印刷対象テーブル上の印刷対象に接触させるときに上記印刷対象テーブルのアライメントステージを、上記版にブランケットロールを接触させる間に上記トルク一定制御した版テーブルのアライメントステージに生じた変位に追従させるよう位置制御する機能とを有するコントローラを備えてなる構成を有することを特徴とするオフセット印刷装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−240663(P2011−240663A)
【公開日】平成23年12月1日(2011.12.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−116584(P2010−116584)
【出願日】平成22年5月20日(2010.5.20)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】