印刷装置および印刷方法
【課題】高精度かつ高い再現性で印刷が実施される印刷装置および印刷方法、を提供する。
【解決手段】基板用ステージ２１は、ガラス基板２２を保持する主表面２１ａを有する。ブランケット保持板３１は、ブランケット３６を保持する表面３１ａと、その裏側の表面３１ｂとを有する。エアバルーン３８は、表面３１ｂに対して圧力を付与する。ブランケット保持板３１は、固定支持された固定支持端３１ｐから遠ざかるに従って、主表面２１ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが増大するように湾曲する第１状態と、距離Ｈが一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能である。固定板４１の位置が保持された状態で、エアバルーン３８から圧力が付与されることによって、ブランケット保持板３１が第１状態から第２状態に変形し、ブランケット３６とガラス基板２２とが接触する。
【解決手段】基板用ステージ２１は、ガラス基板２２を保持する主表面２１ａを有する。ブランケット保持板３１は、ブランケット３６を保持する表面３１ａと、その裏側の表面３１ｂとを有する。エアバルーン３８は、表面３１ｂに対して圧力を付与する。ブランケット保持板３１は、固定支持された固定支持端３１ｐから遠ざかるに従って、主表面２１ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが増大するように湾曲する第１状態と、距離Ｈが一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能である。固定板４１の位置が保持された状態で、エアバルーン３８から圧力が付与されることによって、ブランケット保持板３１が第１状態から第２状態に変形し、ブランケット３６とガラス基板２２とが接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の印刷方法に関して、たとえば、特開平１１−５８９２１号公報には、インキの膜厚ムラを完全に無くすことを目的とした画像形成法が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された画像形成法は、シリコン樹脂面に樹脂を塗布して塗布面を形成する塗布工程と、その塗布面に対して所定形状で形成された凸版を押圧して凸部分に樹脂を転写除去する除去工程と、塗布面に残った樹脂を基板に転写する転写工程とを備える。
【０００３】
また、特開２００４−２４９６９６号公報には、インキの糸曳き現象を無くし、ホトリソに近い高品質の印刷物を得ることを目的とした画像形成法が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された画像形成法においては、樹脂に対して撥樹脂層からなる画線部と親樹脂層からなる非画線部とを形成し、全面に樹脂を塗布する。その後、撥樹脂層上の樹脂のみを別の撥樹脂層を設けたシート上に転写し、さらに、この樹脂を基板上に転写することにより画像形成を行なう。
【０００４】
また、特開２００８−１３２７４３号公報には、電子部品等を作成するための高寸法成形の印刷画像を得ることを目的とした印刷機および印刷法が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示された印刷機は、オフセット印刷機であり、平板状のブランケット保持板と、ブランケット保持板に貼り合わされたブランケットと、ブランケット保持板の背後に配置され、ブランケット保持板を加圧することによって、ブランケットを基板に圧着させるバルーン加圧機とを備える。
【特許文献１】特開平１１−５８９２１号公報
【特許文献２】特開２００４−２４９６９６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３２７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表示部材、光学部材、配線板などの電子部品で用いられる微細パターン形成には、一般的に、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法が利用される。たとえば、液晶パネル製造における配線パターンや素子形成においては、フォトリソグラフィー法によるレジストの加工やエッチングなどが利用される。しかしながら、フォトリソグラフィー法は、レジスト塗布、露光、現像といった複雑な工程を経るため、巨額の設備投資と、長時間の処理タクトとが必要となっており、このため、より簡便なプロセスが求められている。
【０００６】
簡便なプロセスとしては、従来から印刷法が提案されており、電子部品の分野では、代表的な手法としてオフセット印刷が提案されている。オフセット印刷法とは、版上に形成したインクパターンをブランケットと呼ばれる弾性シートに転写したのち、ブランケットから基板に再度転写することによって、基板上に画像を形成する方法である。オフセット印刷法を電子部品のパターニングに用いる場合、パターン精度に課題があったが、上記の特許文献に開示されるように、印刷版やインク、転写方法の工夫などによりフォトリソグラフィー法に迫るパターン精度が得られるようになってきている。
【０００７】
一般的なオフセット印刷では、ブランケットを巻き付けた円柱状の転胴を、回転させ、さらに回転と同期させながら基板もしくは印刷版に対して相対的に並進運動させることにより、ブランケットおよび基板間、もしくはブランケットおよび印刷版間でインクパターンを転写させる。一方、近年においては、フラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板が大型化しており、均一なパターン形成が重要となっている。このような大面積を有する基板に対してオフセット印刷を行なう場合、転胴が大きくなることによって転胴の移動によるブレが発生し、位置精度が低下するという課題をある。このような課題を解決する手段として、下記に説明する板バネ状のブランケット保持板を用いた印刷装置の利用が考えられる（特許文献３）。
【０００８】
図１０は、板バネ状のブランケット保持板を用いた印刷装置を示す側面図である。図１０を参照して、印刷装置１００は、基板１０２を保持するステージ１０１と、ステージ１０１上に配置された加圧盤１０５と、ステージ１０１と加圧盤１０５との間に配置された板バネ状のブランケット保持板１０４とを有する。加圧盤１０５は、回転軸１０６において回転自在に支持されている。ブランケット保持板１０４は、加圧盤１０５の回転軸１０６と同じ側の端部に固定支持部を有し、その反対側の端部に単純支持部を有する。ブランケット保持板１０４および加圧盤１０５の下面には、それぞれ、ブランケット１０３およびエアバルーン１０７が設けられている。
【０００９】
印刷装置１００においては、まず、エアバルーン１０７内に空気を導入し、内部圧力を高めることによって、ブランケット保持板１０４を変形させる（図１０（Ａ））。次に、加圧盤１０５を回転させ、エアバルーン１０７の内部圧力をさらに高めて、ブランケット保持板１０４をさらに変形させる。これにより、エアバルーン１０７を圧縮しつつ、ブランケット１０３を基板１０２に接触させていく（図１０（Ｂ））。ブランケット保持板１０４が基板１０２と平行になるまで加圧盤１０５を回転させることにより、ブランケット１０３による基板１０２の加圧が完了する（図１０（Ｃ））。この加圧によって、ブランケット１０３に形成されたインクパターンが基板１０２に転写される。
【００１０】
なお、ブランケット１０３から基板１０２へのインクパターンの転写について説明したが、印刷版からブランケット１０３へのインクパターンの転写も同様の工程で実施される。
【００１１】
このような板バネ状のブランケット保持板１０４を備えた印刷装置１００によれば、エアバルーン１０７によるブランケット保持板１０４の変形と、加圧盤１０５の回転とによって加圧動作が行われるため、転胴の移動によるズレや、並進と回転との同期ズレなどの誤差因子を排除することができる。
【００１２】
このように印刷装置１００は、基板が大面積である場合に有効に利用されるが、その一方で、板バネ状のブランケット保持板１０４により、均一かつ再現性よく基板を加圧できるかが重大な課題となっている。すなわち、印刷装置１００においては、加圧盤１０５の回転動作により、ブランケット保持板１０４および基板１０２の接触過程におけるエアバルーン１０７の圧力変化や、バルーン圧力設定によるエアバルーン１０７の形状変化に起因して、印刷圧力の制御や一方向への順次印刷が困難となり、印刷精度や再現性の低下するという問題が生じる。以下、印刷装置１００で発生する問題について説明する。
【００１３】
まず、第１の課題について説明する。図１１は、図１０中の印刷装置において、ブランケット保持板が変形する様子を模式的に表わした図である。
【００１４】
図１１を参照して、図中では、基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合と大きい場合とが想定され、各場合におけるブランケット保持板１０４の変形が示されている。ブランケット保持板１０４と加圧盤１０５との間の空間Ａの体積をＶａとし、ブランケット保持板１０４と基板１０２との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、加圧盤１０５と基板１０２との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立する。
【００１５】
基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合、加圧盤１０５の回転による加圧過程において、加圧盤１０５および基板１０２間の空間Ｃの体積Ｖｃは、初期状態から加圧過程が進むに従って減少し、これに伴って、加圧盤１０５およびブランケット保持板１０４間の空間Ａの体積Ｖａも減少する。さらに、体積Ｖａの減少によって空間Ａに存在するエアバルーン１０７が圧縮され、その内部圧力が高くなり、その結果、ブランケット保持板１０４が変形するという一連の動作が行なわれる。
【００１６】
基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合、つまり最初のエアバルーン１０７の膨らみが小さい場合、エアバルーン１０７から押圧されたブランケット保持板１０４の変形量は比較的小さく、体積Ｖａが小さくなる。一方、最終圧力が大きい場合、つまり、最初のエアバルーン１０７の膨らみが大きい場合、エアバルーン１０７から押圧されたブランケット保持板１０４がより大きく変形し、体積Ｖａが大きくなる。加圧盤１０５の回転動作により、体積Ｖａが減少し、ブランケット保持板１０４は変形するが、加圧途中のブランケット保持板１０４の変形や基板との接触率は、基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合と最終圧力が大きい場合とでは異なる。すなわち、基板１０２に作用する最終圧力を変えようとすると、加圧過程における基板１０２の押圧状態が異なってくるという問題が生じる。
【００１７】
このような問題は、加圧盤１０５の回転により、加圧盤１０５および基板１０２間の空間Ｃの体積Ｖｃが変化することに伴って、空間Ａの体積Ｖａが変化し、さらに空間Ａの圧力変化も伴うといった複雑な動作によって生じる。
【００１８】
次に、第２の課題について説明する。図１２は、図１０中の印刷装置において、ブランケットおよび基板の接触領域の変化を模式的に表わした図である。図１２を参照して、ブランケット保持板１０４の両端に、固定支持部１０８および単純支持部１０９が示されている。
【００１９】
まず、初期状態において、エアバルーン１０７は、下に凸に膨張し、ブランケット保持板１０４の中央部付近でエアバルーン１０７とブランケット保持板１０４とが接触する。この接触により、ブランケット保持板１０４は変形し、ブランケット保持板１０４の固定支持部１０８の付近では、エアバルーン１０７とブランケット保持板１０４とが接触していない状態で、ブランケット１０３が基板１０２と接触する。
【００２０】
次に、加圧盤１０５の回転動作が進行すると、基板１０２の中央付近において、ブランケット保持板１０４およびブランケット１０３を介して、エアバルーン１０７により基板１０２に圧力が印加される。このとき、固定支持部１０８の付近では、基板１０２が加圧されていないか、加圧力が大幅に減少している。さらに加圧盤１０５の回転動作が進行すると、基板１０２に対する圧力の印加範囲は、基板１０２の中央付近から、固定支持部１０８および単純支持部１０９の両側に広がる。その結果、固定支持部１０８の付近においても、エアバルーン１０７により基板１０２に対して圧力が再度加わり、同一箇所で基板１０２とブランケット１０３とが２回接触することになる。このようにエアバルーン１０７によるブランケット保持板１０４の押圧点と、ブランケット１０３による基板１０２の押圧点とが異なっている。また、回転動作において、それぞれの押圧点は相対的な関係を保たずに、移動したり拡大したりすることにより、上記のような２回接触が起こったり、横方向の加重に変化が生じたりする。このような問題は、基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合に顕著である。
【００２１】
また、初期状態において、ブランケット保持板１０４の中央部付近でブランケット１０３と基板１０２とが接触し、加圧盤１０５の回転動作が進行するに従って、接触領域が固定支持部１０８および単純支持部１０９の両側に広がるといった動作も生じる。この場合、ブランケット保持板１０４は、エアバルーン１０７により横方向の荷重は受けることになる、この横荷重の向きや大きさは、エアバルーン１０７と接触している位置や面積によって異なる。このような問題は、基板１０２に作用する最終圧力が大きい場合に顕著である。
【００２２】
このように、図１０中の印刷装置１００においては、初期圧力による加圧動作の変化や、加圧が基板中央部より広がったり固定支持部の付近では２回加圧を受けることによって、印刷精度の悪化が生じる。また、不均一な横荷重を受けることにより、位置精度のばらつきも大きくなるという課題を有している。
【００２３】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、高精度かつ高い再現性で印刷が実施される印刷装置および印刷方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この発明の１つの局面に従った印刷装置は、ステージと、ブランケット保持板と、固定部材と、圧力付与部材とを備える。ステージは、平板を保持する主表面を有する。ブランケット保持板は、主表面と対向し、ブランケットを保持する第１表面と、第１表面の裏側に配置される第２表面とを有する。固定部材は、第２表面と対向して配置される。圧力付与部材は、ブランケット保持板と固定部材との間に配置され、第２表面に対して圧力を付与する。ブランケット保持板は、固定支持された固定支持部を有する。ブランケット保持板は、固定支持部から遠ざかるに従って主表面と第１表面との間の距離が増大するように湾曲する第１状態と、主表面と第１表面との間の距離が一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能である。固定部材の位置が保持された状態で、圧力付与部材からブランケット保持板に対して圧力が付与されることによって、ブランケット保持板が第１状態から第２状態に変形し、ブランケットと平板とが接触する。
【００２５】
なお、本発明において、ステージの主表面に保持される平板は、ブランケットにインクパターンを転写するための印刷版、もしくはブランケットからインクパターンを転写するための基板である。
【００２６】
このように構成された印刷装置によれば、固定部材の位置が保持された状態で圧力付与部材からブランケット保持板に対して圧力が付与されるため、第１状態から第２状態へと変形するブランケット保持板の動作シーケンス（変形のプロセス）を容易に制御することができる。これにより、ブランケットと、主表面に保持された平板との接触状態のばらつきを抑え、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【００２７】
また好ましくは、ブランケット保持板は、第１表面を挟んで固定支持部の反対側に設けられた支持部材を有する。このように構成された印刷装置によれば、第１状態と第２状態との間でブランケット保持板が変形可能なように支持することができる。
【００２８】
また好ましくは、印刷装置は、固定部材に接続され、支持部材を移動可能に支持する可動部材をさらに備える。このように構成された印刷装置によれば、第２状態において、平板とブランケットとを平面的に接触させることができる。
【００２９】
また好ましくは、可動部材は、弾性部材により形成される。このように構成された印刷装置によれば、弾性部材の弾性力を可動部に作用させることにより、ブランケット保持板を第１状態に保持することができる。
【００３０】
また好ましくは、弾性部材は、バネである。また好ましくは、弾性部材は、エアシリンダである。このように構成された印刷装置によれば、バネもしくはエアシリンダの弾性力を可動部に作用させることにより、ブランケット保持板を第１状態に保持することができる。
【００３１】
また好ましくは、圧力付与部材は、気体が吸排気されることにより容積が変化するバルーンである。このように構成された印刷装置によれば、バルーンを膨張させることにより、ブランケット保持板に対して圧力を付与することができる。
【００３２】
また好ましくは、圧力付与部材は、ブラケット保持板および固定部材とともに気密を保つ空間を形成し、伸縮性を有する封止部材である。このように構成された印刷装置によれば、ブラケット保持板、固定部材および封止部材が一体となって気密性の空間を形成するため、第２表面に対してより均一に圧力を付与することができる。
【００３３】
また好ましくは、封止部材は、ベローズにより形成される。このように構成された印刷装置によれば、高い信頼性を有する封止部材を簡易に構成することができる。
【００３４】
また好ましくは、固定支持部は、主表面に保持された平板の頂面とほぼ同じ高さに設けられる。このように構成された印刷装置によれば、支持部側から支持部から遠ざかる側に向けて順に、平板とブランケットとを接触させることができる。これにより、平板に作用する横荷重（平板の頂面に平行な方向の荷重）を適正に制御し、印刷制度をさらに向上させることができる。
【００３５】
また好ましくは、固定支持部は、主表面に保持された平板の頂面よりも高い位置に設けられる。このように構成された印刷装置によれば、圧力付与部材によるブランケット保持板への圧力付与時、ブランケットと平板のエッジとの干渉をより確実に避けることができる。
【００３６】
また好ましくは、圧力付与部材に気体が導入されることによって、ブランケット保持板に対して圧力が付与される。このように構成された印刷装置によれば、簡易な構成で、ブランケット保持板に対して均一に圧力を付与することができる。
【００３７】
また好ましくは、圧力付与部材に導入された気体の積算流量を調整することによって、ブランケット保持板に対して付与される圧力の大きさが調整される。このように構成された印刷装置によれば、気体の積算流量の調整を通じて、最終的な印刷状態を適正に制御することができる。
【００３８】
この発明に従った印刷方法は、上述のいずれかに記載の印刷装置を用いた印刷方法である。印刷方法は、主表面に平板を保持する工程と、圧力付与部材からブランケット保持板に対して圧力を付与することにより、支持部側から支持部より遠ざかる側に順に、平板とブランケットとを接触させる工程とを備える。このように構成された印刷方法によれば、支持部側から支持部より遠ざかる側への一方向に転写が順次行なわれるため、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【００３９】
この発明の別の局面に従った印刷装置は、平板を保持する主表面を有するステージと、主表面上に配置され、ブランケットを保持するブランケット保持板と、ブランケット保持板に対してステージの反対側に配置される固定部材とを備える。ブランケット保持板と固定部材との間の空間Ａの体積をＶａとし、ブランケット保持板とステージに保持された平板との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、固定部材とステージに保持された平板との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立する。体積Ｖｃを一定に保持した状態において、空間Ｂの内部に圧力を付与することにより、ブランケット保持板を変形させて体積Ｖｂを増大させ、体積Ｖｂの増大に伴って体積Ｖａが減少することにより、ブランケット保持板に保持されたブランケットが平板に接触する。
【００４０】
このように構成された印刷装置によれば、固定部材とステージに保持された平板との間の空間Ｃの体積Ｖｃを一定に保持することにより、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上に説明したように、この発明に従えば、高精度かつ高い再現性で印刷が実施される印刷装置および印刷方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００４３】
図１は、この発明の実施の形態における印刷装置を示す斜視図である。図１を参照して、本実施の形態における印刷装置１０は、オフセット印刷に用いられる装置である。印刷装置１０は、印刷版２７に形成されたインクパターンをブランケット３６に転写し、さらにそのインクパターンをブランケット３６からガラス基板２２に転写することにより、ガラス基板２２に画像を形成する装置である。
【００４４】
まず、印刷装置１０の構造について説明する。印刷装置１０は、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６と、固定板４１と、ブランケット保持板３１と、エアバルーン３８とを有する。
【００４５】
基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、互いに間隔を隔てて基台５２上に設置されている。基台５２は、レール５１上にスライド移動可能に設けられている。基台５２をスライド移動させることにより、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、矢印５３に示す方向に移動する。
【００４６】
基板用ステージ２１は、ガラス基板２２を保持する主表面２１ａを有し、印刷版用ステージ２６は、印刷版２７を保持する主表面２６ａを有する。主表面２１ａおよび主表面２６ａは、平面状に形成されている。好ましくは、ガラス基板２２と印刷版２７とは、同一平面上に形成されている。基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、金属から形成されている。レール５１、基台５２、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、印刷時に作用する圧力に対して十分な剛性を示すような構造を有する。
【００４７】
印刷版用ステージ２６に設置される印刷版２７については、特に形状を問わない。印刷版２７は、凹版を用いるグラビアオフセット印刷用版であってもよいし、凹凸の無い平版を用いるオフセット印刷用版であってもよい。
【００４８】
図２は、図１中の印刷装置の動作を示す側面図である。図中には、代表的に、ブランケット３６に形成されたインクパターンをガラス基板２２に転写する工程が示されている。
【００４９】
図１および図２を参照して、固定板４１は、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６が移動可能な範囲において、基板用ステージ２１もしくは印刷版用ステージ２６と対向する位置に設けられている。固定板４１は、金属から形成されている。固定板４１は、印刷時に作用する圧力に対して十分な剛性を示すような構造を有する。
【００５０】
以下、固定板４１に対向する位置に基板用ステージ２１が位置決めされている状態における動作について、説明を続ける。
【００５１】
ブランケット保持板３１は、固定板４１と基板用ステージ２１との間に配置されている。ブランケット保持板３１は、基板用ステージ２１に対向する表面３１ａと、表面３１ａの裏側に配置され、固定板４１に対向する表面３１ｂとを有する。
【００５２】
ブランケット保持板３１は、平板形状を有する。ブランケット保持板３１は、固定壁４２に固定支持された固定支持端３１ｐを有する。本実施の形態では、固定支持端３１ｐが、固定板４１から延出する固定壁４２に固定されている。このような形態に限られず、固定支持端３１ｐは、固定板４１とは別に設けられた部材に固定されてもよい。固定支持端３１ｐは、基板用ステージ２１に設置されたガラス基板２２の頂面とほぼ等しい高さで固定支持されている。固定支持端３１ｐは、ガラス基板２２の頂面が延在する方向において、ガラス基板２２のエッジよりもさらに外側に設けられている。固定支持端３１ｐは、ガラス基板２２と対向する位置から、単純支持端３１とは反対方向にずれた位置に配置されている。
【００５３】
ブランケット保持板３１は、支持部材としてのシャフト３２により単純支持された単純支持端３１ｑをさらに有する。ここでいう単純支持とは、その支持点での曲げモーメントの作用しない支持方法全般を意味する。固定支持端３１ｐと単純支持端３１ｑとは、表面３１ａおよび表面３１ｂを挟んだブランケット保持板３１の両端に設けられている。本実施の形態では、単純支持端３１ｑを単純支持するシャフト２２が、可動部材としてのコイルバネ４６により移動可能に支持されている。コイルバネ４６の他方端は、固定板４１に接続されている。このような構成により、単純支持端３１ｑは、シャフト２２およびコイルバネ４６によって、固定板４１と基板用ステージ２１との間を結ぶ方向に移動可能に支持されるとともに、固定板４１に近接する方向の圧縮力を受けている。
【００５４】
ブランケット保持板３１は、板バネから形成されている。ブランケット保持板３１は、固定支持端３１ｐから遠ざかるに従って主表面２１ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが増大するように湾曲する状態（図２（Ａ）中に示す状態）と、主表面２１ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが一定となるように延在する状態（図２（Ｃ）中に示す状態）との間で弾性的に変形可能である。ブランケット保持板３１は、固定支持端３１ｐを固定支持点として単純支持端３１ｑに向けて弓形に湾曲する状態と、固定支持端３１ｐと単純支持端３１ｑとの間で平面状に延在する状態との間で弾性的に変形可能である。
【００５５】
板バネには曲げ降伏限界があり、またエア導入時にガラス基板２２に容易に倣いやすいように、ブランケット保持板３１を形成する板バネは、薄いほうが望ましい。具体的には、強度と繰り返し曲げ耐性とを併せ持つＳＵＳ等の金属板を用いた場合、長さが５００ｍｍ以下のとき、０．５ｍｍ〜２ｍｍの厚さであることが望ましい。
【００５６】
ブランケット保持板３１の表面３１ａには、ブランケット３６が貼り合わされている。ブランケット３６は、ゴム状のシートから形成されている。ブランケット３６は、繰り返しガラス基板２２に押圧するため、弾性的に変形可能であることが求められる。また、被印刷物にインクパターンを転写するため、被印刷物よりもインクの撥水性が高いことが求められる。一般的には、表面がシリコーンゴムにより形成されたブランケットが使用される。
【００５７】
エアバルーン３８は、固定板４１とブランケット保持板３６との間に設けられている。エアバルーン３８は、密閉空間を形成する袋状部材から形成されている。エアバルーン３８は、固定板４１に密着して設けられている。固定板４１には、エアバルーン３８の内部空間に連通するエア管４３が接続されている。エア管４３を通じて空気が吸排気されることにより、エアバルーン３８の容積が増大もしくは減少する。エアバルーン３８の容積が増大するに従って、エアバルーン３８から表面３１ｂに対して平面的に圧力が付与される。
【００５８】
続いて、図１中の印刷装置１０を用いてガラス基板２２に画像を形成する方法について説明する。
【００５９】
まず、塗布コータ（図示せず）を用いて、印刷版２７にインクを塗布する。インクの塗布には、スリットコータを用いてもよいし、インクの粘度に合わせてバーコータなどを用いてもよい。
【００６０】
インク材料は特に限定されず、用途により、主成分をたとえば配線材料、透明電極材料、レジスト、絶縁材料、着色材料等から選択した上で、一般に知られる表面張力や粘度の調整方法を適用したものを利用できる。
【００６１】
タック性を持つ程度にインクを乾燥させた後、印刷版２７を印刷版用ステージ２６に設置し、印刷版用ステージ２６をブランケット３６の下方にまで移動させる。エア管４３の注入口を通じてエアバルーン３８に空気を供給することによりブランケット保持板３８を変形させ、ブランケット３６と印刷版２７とを接触させる。次に、エアバルーン３８から空気を徐々に放出させることにより、ブランケット３６を印刷版２７から順次剥離していく。これにより、印刷版２７からブランケット３６へのインクパターンの転写が完了する。
【００６２】
次に、ガラス基板２２が設置された基板用ステージ２１をブランケット３６の下方にまで移動させる。上記の場合と同様に、エアバルーン３８に対する空気の供給、放出を行ない、ブランケット３６からガラス基板２２にインクパターンを転写する。以上の工程により、ガラス基板２２に所望の画像が形成される。
【００６３】
続いて、インクパターン転写時の印刷装置１０の動作について説明する。印刷版２７からブランケット３６へのインクパターン転写時も、ブランケット３６からガラス基板２２へのインクパターン転写時も、印刷装置１０の動作は同様である。以下では、代表的に、ブランケット３６からガラス基板２２へのインクパターン転写時について説明する。
【００６４】
図３は、図１中の印刷装置の動作を模式的に表わした図である。図２および図３を参照して、エアバルーン３８に空気を供給する前の初期状態において、ブランケット保持板３１は、弓形の湾曲状態にある。このとき、ブランケット３６とガラス基板２２とは、非接触の状態にある（図２（Ａ））。
【００６５】
エアバルーン３８に空気を供給する加圧時、膨張するエアバルーン３８がブランケット保持板３１を変形させ、この変形したブランケット保持板３１がさらに基板用ステージ２１に向けて押圧する。このとき、ブランケット保持板３１は、単純支持端３１ｑがコイルバネ４６の弾性力に抗しながら基板用ステージ２１に近接するように、固定支持端３１ｐを支点にして徐々に変形していく。エアバルーン３８に対する空気の積算供給量が増えるに従って、エアバルーン３８内部の圧力が増大し、この圧力増大に伴うブランケット保持板３１の変形により、ガラス基板２２との接触面積が徐々に増していく。また、この過程において、ブランケット保持板３１に加わる等分布荷重を徐々に高めることができる。
【００６６】
本実施の形態では、固定支持端３１ｐがガラス基板２２の頂面の高さとほぼ等しい高さで固定支持されている。このような構成により、ブランケット保持板３１の変形に伴って、固定支持端３１ｐ側から単純支持端３１ｑ側に順に、ブランケット３６とガラス基板２２とが接触していく。
【００６７】
最終的に、ブランケット保持板３１を、固定支持端３１ｐと単純支持端３１ｑとの間で平面状に延在する状態にまで変形させることにより、ブランケット３６とガラス基板２２とを全面で接触させる。このとき、コイルバネ４６は、単純支持端３１ｑが固定支持端３１ｐと同じ高さに位置決めされるまで伸長する（図２（Ｃ））。その後、さらにエアバルーン３８に空気を供給することにより、ブランケット３６とガラス基板２２との接触圧を高めることも可能である。
【００６８】
以上に説明した、この発明の実施の形態における印刷装置１０は、ステージとしての基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６と、ブランケット保持板３１と、固定部材としての固定板４１と、圧力付与部材としてのエアバルーン３８とを備える。基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、それぞれ、平板としてのガラス基板２２および印刷版２７をそれぞれ保持する主表面２１ａおよび主表面２６ａを有する。ブランケット保持板３１は、主表面２１ａ，２６ａと対向し、ブランケット３６を保持する第１表面としての表面３１ａと、表面３１ａの裏側に配置される第２表面としての表面３１ｂとを有する。固定板４１は、表面３１ｂと対向して配置される。エアバルーン３８は、ブランケット保持板３１と固定板４１との間に配置され、表面３１ｂに対して圧力を付与する。ブランケット保持板３１は、固定支持された固定支持部としての固定支持端３１ｐを有する。
【００６９】
ブランケット保持板３１は、固定支持端３１ｐから遠ざかるに従って主表面２１ａ，２６ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが増大するように湾曲する第１状態と、主表面２１ａ，２６ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能である。固定板４１の位置が保持された状態で、エアバルーン３８からブランケット保持板３１に対して圧力が付与されることによって、ブランケット保持板３１が第１状態から第２状態に変形し、ブランケット３６とガラス基板２２もしくは印刷版２７とが接触する。また逆に、エアバルーン３８からブランケット保持板３１に対する圧力を減少させることによって、ブランケット保持板３１が第２状態から第１状態に変形し、ブランケット３６とガラス基板２２もしくは印刷版２７とが剥離する。
【００７０】
続いて、図１中の印刷装置１０の各種変形例について説明する。
図４は、図１中の印刷装置の第１変形例を示す斜視図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、本変形例では、図１中のコイルバネ４６に替えてエアシリンダ６１が設けられており、単純支持端３１ｑがエアシリンダ６１によって弾性的に支持されている。このような構成によれば、コイルバネ４６と比べて構造は複雑となるが、バネ性の劣化の影響を受けにくいという効果が得られる。
【００７１】
図４（Ｃ）および図４（Ｄ）を参照して、本変形例では、エアシリンダ６１に加えて、図１中のエアバルーン３８に替えてベローズ６３が設けられている。ベローズ６３は、蛇腹形状を有し、固定板４１と基板用ステージ２１とを結ぶ方向に伸縮可能である。ベローズ６３は、筒形状を有し、その開口端の両側がそれぞれ固定板４１およびブランケット保持板３１に接続されている。このような構成により、ベローズ６３は、固定板４１およびブランケット保持板３１と一体となって、空気が導入される気密性の空間を形成している。エアバルーン３８とブランケット保持板３１との接触がなく、エアによって直接ブランケット保持板３１を押圧することにより、均一に圧力を付与でき、また動作時のエアバルーン３８とブランケット保持板３１との間のスティックスリップを防止することができる。なお、本発明における可動部材と圧力付与部材との組み合わせは、以上に説明したものに限定されず、たとえばコイルバネとベローズとの組み合わせであってもよい。
【００７２】
図５は、図１中の印刷装置の第２変形例を示す側面図である。図５を参照して、本変形例では、固定支持端３１ｐが、基板用ステージ２１に設置されたガラス基板２２の頂面よりも高い位置で固定支持されている。このような構成であっても、固定支持端３１ｐとガラス基板２２との間の距離や、エアバルーン３８によってブランケット保持板３１を押圧する位置などを調整することによって、固定支持端３１ｐ側から単純支持端３１ｑ側に順に、ブランケット３６とガラス基板２２とを接触させることができる。また、ブランケット保持板３１の変形時、ガラス基板２２の左側エッジにおける、ブランケット３６による局部的な高圧な押圧をより確実に避けることができる。
【００７３】
図６は、図１中の印刷装置の第３変形例を示す側面図である。図６を参照して、本変形例では、図１中のコイルバネ４６が設けられておらず、単純支持端３１ｑの位置は固定されている。エアバルーン３８に空気が供給されることによって、ブランケット保持板３１は、ガラス基板２２の頂面上では平面状に延在する状態にまで変形し、この変形に伴ってブランケット３６とガラス基板２２とが接触する。この場合には、両者を均一に接触させるため、ガラス基板２２の右端よりもさらに右側に単純支持端３１ｑを配置する必要があり、装置スペースは大きくなるが、構造が簡単になるというメリットがある。
【００７４】
なお、図１中に記載の実施例および第１〜第３の変形例におけるブランケット保持板３１は、元の形状として、弓形の湾曲形状を有してもよい。
【００７５】
図７は、図１中の印刷装置の第４変形例を示す斜視図である。図７を参照して、本変形例では、印刷装置１０が、固定板４１および固定壁４２を中心軸７１を中心に回動させる水平回動機構を有する。このような構成により、基板用ステージ２１に設置されたガラス基板２２上から、固定板４１、ブランケット保持板３１、ブランケット３６およびエアバルーン３８を退避させることができる。これにより、適当なタイミングで、カメラ等により上部からガラス基板２２を観測することが可能となる。
【００７６】
図８は、図１中の印刷装置の第５変形例を示す側面図である。図８を参照して、本変形例では、基板用ステージ２１が上下方向（基板用ステージ２１と固定板４１とを結ぶ方向）に移動可能に設けられている。このような構成により、ブランケット３６とガラス基板２２とを接触させた後、エアバルーン３８から空気を徐々に放出させる替わりに、基板用ステージ２１を下方に移動させることにより、ブランケット３６とガラス基板２２とを剥離させる。
【００７７】
なお、固定板４１が、ブランケット保持板３１、ブランケット３６およびエアバルーン３８とともに上下方向に移動可能に設けられてもよい。
【００７８】
続いて、図１中の印刷装置１０によって奏される作用、効果について説明する。
図９は、図１中の印刷装置を模式的に表わした図である。図９を参照して、印刷装置１０において、ブランケット保持板３１と固定板４１との間の空間Ａの体積をＶａとし、ブランケット保持板３１とガラス基板２２との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、固定板４１とガラス基板２２との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立する。
【００７９】
本実施の形態では、固定板４１の位置が固定された状態でエアバルーン３８に空気が供給される。すなわち、空間Ｃの体積Ｖｃを一定に保持しながら、空間Ａに空気を導入し、体積Ｖａを大きくしつつ空間Ｂの体積Ｖｂを小さくしていく。これにより、空間Ａに対する圧力の付与を通じて、ブランケット保持板３１がガラス基板２２に沿うように変形する。また、本実施の形態では、固定端を基板端よりもさらに左側に設けているため、ガラス基板２２の左端から右端に向けて順に、ブランケット３６とガラス基板２２とが接触していく。さらに、ブランケット保持板３１の背面圧には等分布荷重を与えているため、ガラス基板２２に与えられる圧力は均一圧となる。このため、従来技術のように、ブランケット３６がまずガラス基板２２の中央部に接触したり、ブランケット３６とガラス基板２２とが複数回接触するといった問題が生じない。
【００８０】
すなわち、図１中の印刷装置１０によれば、下記の効果を得ることができる。
１．ブランケット保持板３１の変形は、エアバルーン３８内部の圧力（エア導入積算流量）によって一意的に決まるものであり、再現性が高い。また、積算流量の調整により、ブランケット３６とガラス基板２２との最終的な接触圧をコントロールすることも可能である。
２．エアバルーン３８に対する空気の導入のみによるブランケット保持板３１の変形により、ブランケット３６は、ガラス基板２２に対して左側から右側に一方向に順次、接触し、また右側から左側に一方向に、順次剥離することが可能になる。
３．ブランケット３６およびガラス基板２２の接触後の圧力は、エアバルーン３８から作用する圧力と同等になり、面内分布が均一となる。
４．第１変形例の場合、エアバルーン３８の替わりに、ブランケット保持板３１および固定板４１とベローズ６３とが一体になって気密性空間を形成することによって、圧力は直接ブランケット保持板３１に加わり、接触動作による面内分布のばらつきや再現性の低下が生じない。
【００８１】
効果１について、エアバルーン３８に対する空気の積算流量に応じて、ブランケット保持板３１の変形量およびガラス基板２２に対する印刷圧が定まる。このため、加圧過程の圧力再現性が高く、さらに全面接触が完了した後に空気の導入を行なうことにより印刷圧を高めることも可能である。最終圧力を変える場合であっても、押圧動作過程を同じにすることができ、従来の１つ目の課題が解消され、本発明の目的が達成される。
【００８２】
効果２について、固定板４１およびブランケット保持板３１間の空間Ａに圧力を加え、ブランケット保持板３１が変形することにより、ブランケット３６とガラス基板２２との接触面積が徐々に広がっていく。固定支持端３１ｐをガラス基板２２の頂面とほぼ等しい高さに設定すれば、ブランケット３６およびガラス基板２２を固定支持端３１ｐ側から単純支持端３１ｑ側へと順次接触させる工程を容易に実現することができる。また、空間Ａの圧力を低減すれば、加圧動作と逆動作により、ブランケット３６およびガラス基板２２を単純支持端３１ｑ側から固定支持端３１ｐ側へと順次剥離することができ、従来の２つ目の課題が解消され、本発明の目的が達成される。
【００８３】
効果３について、エアバルーン３８からの等分布荷重がブランケット保持板３１およびブランケット３６を通じてガラス基板２２に加わり、ガラス基板２２への圧力の面内分布は向上する。
【００８４】
効果４について、特にブランケット保持板３１および固定板４１とベローズ６３とが一体になって気密性空間を形成する図４中の形態によれば、ガラス基板２２への圧力分布や再現性が向上する。
【００８５】
このように構成された、この発明の実施の形態における印刷装置１０および印刷方法によれば、固定板４１およびガラス基板２２間の空間Ｃの体積Ｖｃを一定に保持しながら、固定板４１およびブランケット保持板３１間の空間Ａに空気を導入する構成により、ブランケット保持板３１が変形する動作シーケンスを、空間Ａに対する空気の積算流量のみにより決定することができる。これにより、ブランケット保持板３１を意図した通りに変形させ、安定した印刷状態を得ることができる。また、ブランケット３６と、ガラス基板２２および印刷版２７とを一方向に接触、剥離させることにより、ブランケット３６からガラス基板２２および印刷版２７に作用する横荷重を適正に制御することができる。以上の理由により、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８７】
たとえば、本発明は、ブランケットのような弾性体と基板との加圧による印刷であれば、オフセット印刷以外の、特開２０００−２８９３２０記載の印刷法（シリコンブランケット上に機能性樹脂の塗布面を形成し、凹版又は凸版を塗布面に押圧する。押圧部分の樹脂をシリコンブランケット上から除去し、残った樹脂を被印刷体に転写する。）や、フレキソ印刷等にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施の形態における印刷装置を示す斜視図である。
【図２】図１中の印刷装置の動作を示す側面図である。
【図３】図１中の印刷装置の動作を模式的に表わした図である。
【図４】図１中の印刷装置の第１変形例を示す斜視図である。
【図５】図１中の印刷装置の第２変形例を示す側面図である。
【図６】図１中の印刷装置の第３変形例を示す側面図である。
【図７】図１中の印刷装置の第４変形例を示す斜視図である。
【図８】図１中の印刷装置の第５変形例を示す側面図である。
【図９】図１中の印刷装置を模式的に表わした図である。
【図１０】板バネ状のブランケット保持板を用いた印刷装置を示す側面図である。
【図１１】図１０中の印刷装置において、ブランケット保持板が変形する様子を模式的に表わした図である。
【図１２】図１０中の印刷装置において、ブランケットおよび基板の接触領域の変化を模式的に表わした図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 印刷装置、２１ 基板用ステージ、２１ａ，２６ａ 主表面、２２ ガラス基板、２６ 印刷版用ステージ、２７ 印刷版、３１ ブランケット保持板、３１ａ，３１ｂ 表面、３１ｐ 固定支持端、３１ｑ 単純支持端、３２ シャフト、３６ ブランケット、３８ エアバルーン、４１ 固定板、４６ コイルバネ、６１ エアシリンダ、６３ ベローズ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の印刷方法に関して、たとえば、特開平１１−５８９２１号公報には、インキの膜厚ムラを完全に無くすことを目的とした画像形成法が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された画像形成法は、シリコン樹脂面に樹脂を塗布して塗布面を形成する塗布工程と、その塗布面に対して所定形状で形成された凸版を押圧して凸部分に樹脂を転写除去する除去工程と、塗布面に残った樹脂を基板に転写する転写工程とを備える。
【０００３】
また、特開２００４−２４９６９６号公報には、インキの糸曳き現象を無くし、ホトリソに近い高品質の印刷物を得ることを目的とした画像形成法が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された画像形成法においては、樹脂に対して撥樹脂層からなる画線部と親樹脂層からなる非画線部とを形成し、全面に樹脂を塗布する。その後、撥樹脂層上の樹脂のみを別の撥樹脂層を設けたシート上に転写し、さらに、この樹脂を基板上に転写することにより画像形成を行なう。
【０００４】
また、特開２００８−１３２７４３号公報には、電子部品等を作成するための高寸法成形の印刷画像を得ることを目的とした印刷機および印刷法が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示された印刷機は、オフセット印刷機であり、平板状のブランケット保持板と、ブランケット保持板に貼り合わされたブランケットと、ブランケット保持板の背後に配置され、ブランケット保持板を加圧することによって、ブランケットを基板に圧着させるバルーン加圧機とを備える。
【特許文献１】特開平１１−５８９２１号公報
【特許文献２】特開２００４−２４９６９６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３２７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表示部材、光学部材、配線板などの電子部品で用いられる微細パターン形成には、一般的に、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法が利用される。たとえば、液晶パネル製造における配線パターンや素子形成においては、フォトリソグラフィー法によるレジストの加工やエッチングなどが利用される。しかしながら、フォトリソグラフィー法は、レジスト塗布、露光、現像といった複雑な工程を経るため、巨額の設備投資と、長時間の処理タクトとが必要となっており、このため、より簡便なプロセスが求められている。
【０００６】
簡便なプロセスとしては、従来から印刷法が提案されており、電子部品の分野では、代表的な手法としてオフセット印刷が提案されている。オフセット印刷法とは、版上に形成したインクパターンをブランケットと呼ばれる弾性シートに転写したのち、ブランケットから基板に再度転写することによって、基板上に画像を形成する方法である。オフセット印刷法を電子部品のパターニングに用いる場合、パターン精度に課題があったが、上記の特許文献に開示されるように、印刷版やインク、転写方法の工夫などによりフォトリソグラフィー法に迫るパターン精度が得られるようになってきている。
【０００７】
一般的なオフセット印刷では、ブランケットを巻き付けた円柱状の転胴を、回転させ、さらに回転と同期させながら基板もしくは印刷版に対して相対的に並進運動させることにより、ブランケットおよび基板間、もしくはブランケットおよび印刷版間でインクパターンを転写させる。一方、近年においては、フラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板が大型化しており、均一なパターン形成が重要となっている。このような大面積を有する基板に対してオフセット印刷を行なう場合、転胴が大きくなることによって転胴の移動によるブレが発生し、位置精度が低下するという課題をある。このような課題を解決する手段として、下記に説明する板バネ状のブランケット保持板を用いた印刷装置の利用が考えられる（特許文献３）。
【０００８】
図１０は、板バネ状のブランケット保持板を用いた印刷装置を示す側面図である。図１０を参照して、印刷装置１００は、基板１０２を保持するステージ１０１と、ステージ１０１上に配置された加圧盤１０５と、ステージ１０１と加圧盤１０５との間に配置された板バネ状のブランケット保持板１０４とを有する。加圧盤１０５は、回転軸１０６において回転自在に支持されている。ブランケット保持板１０４は、加圧盤１０５の回転軸１０６と同じ側の端部に固定支持部を有し、その反対側の端部に単純支持部を有する。ブランケット保持板１０４および加圧盤１０５の下面には、それぞれ、ブランケット１０３およびエアバルーン１０７が設けられている。
【０００９】
印刷装置１００においては、まず、エアバルーン１０７内に空気を導入し、内部圧力を高めることによって、ブランケット保持板１０４を変形させる（図１０（Ａ））。次に、加圧盤１０５を回転させ、エアバルーン１０７の内部圧力をさらに高めて、ブランケット保持板１０４をさらに変形させる。これにより、エアバルーン１０７を圧縮しつつ、ブランケット１０３を基板１０２に接触させていく（図１０（Ｂ））。ブランケット保持板１０４が基板１０２と平行になるまで加圧盤１０５を回転させることにより、ブランケット１０３による基板１０２の加圧が完了する（図１０（Ｃ））。この加圧によって、ブランケット１０３に形成されたインクパターンが基板１０２に転写される。
【００１０】
なお、ブランケット１０３から基板１０２へのインクパターンの転写について説明したが、印刷版からブランケット１０３へのインクパターンの転写も同様の工程で実施される。
【００１１】
このような板バネ状のブランケット保持板１０４を備えた印刷装置１００によれば、エアバルーン１０７によるブランケット保持板１０４の変形と、加圧盤１０５の回転とによって加圧動作が行われるため、転胴の移動によるズレや、並進と回転との同期ズレなどの誤差因子を排除することができる。
【００１２】
このように印刷装置１００は、基板が大面積である場合に有効に利用されるが、その一方で、板バネ状のブランケット保持板１０４により、均一かつ再現性よく基板を加圧できるかが重大な課題となっている。すなわち、印刷装置１００においては、加圧盤１０５の回転動作により、ブランケット保持板１０４および基板１０２の接触過程におけるエアバルーン１０７の圧力変化や、バルーン圧力設定によるエアバルーン１０７の形状変化に起因して、印刷圧力の制御や一方向への順次印刷が困難となり、印刷精度や再現性の低下するという問題が生じる。以下、印刷装置１００で発生する問題について説明する。
【００１３】
まず、第１の課題について説明する。図１１は、図１０中の印刷装置において、ブランケット保持板が変形する様子を模式的に表わした図である。
【００１４】
図１１を参照して、図中では、基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合と大きい場合とが想定され、各場合におけるブランケット保持板１０４の変形が示されている。ブランケット保持板１０４と加圧盤１０５との間の空間Ａの体積をＶａとし、ブランケット保持板１０４と基板１０２との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、加圧盤１０５と基板１０２との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立する。
【００１５】
基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合、加圧盤１０５の回転による加圧過程において、加圧盤１０５および基板１０２間の空間Ｃの体積Ｖｃは、初期状態から加圧過程が進むに従って減少し、これに伴って、加圧盤１０５およびブランケット保持板１０４間の空間Ａの体積Ｖａも減少する。さらに、体積Ｖａの減少によって空間Ａに存在するエアバルーン１０７が圧縮され、その内部圧力が高くなり、その結果、ブランケット保持板１０４が変形するという一連の動作が行なわれる。
【００１６】
基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合、つまり最初のエアバルーン１０７の膨らみが小さい場合、エアバルーン１０７から押圧されたブランケット保持板１０４の変形量は比較的小さく、体積Ｖａが小さくなる。一方、最終圧力が大きい場合、つまり、最初のエアバルーン１０７の膨らみが大きい場合、エアバルーン１０７から押圧されたブランケット保持板１０４がより大きく変形し、体積Ｖａが大きくなる。加圧盤１０５の回転動作により、体積Ｖａが減少し、ブランケット保持板１０４は変形するが、加圧途中のブランケット保持板１０４の変形や基板との接触率は、基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合と最終圧力が大きい場合とでは異なる。すなわち、基板１０２に作用する最終圧力を変えようとすると、加圧過程における基板１０２の押圧状態が異なってくるという問題が生じる。
【００１７】
このような問題は、加圧盤１０５の回転により、加圧盤１０５および基板１０２間の空間Ｃの体積Ｖｃが変化することに伴って、空間Ａの体積Ｖａが変化し、さらに空間Ａの圧力変化も伴うといった複雑な動作によって生じる。
【００１８】
次に、第２の課題について説明する。図１２は、図１０中の印刷装置において、ブランケットおよび基板の接触領域の変化を模式的に表わした図である。図１２を参照して、ブランケット保持板１０４の両端に、固定支持部１０８および単純支持部１０９が示されている。
【００１９】
まず、初期状態において、エアバルーン１０７は、下に凸に膨張し、ブランケット保持板１０４の中央部付近でエアバルーン１０７とブランケット保持板１０４とが接触する。この接触により、ブランケット保持板１０４は変形し、ブランケット保持板１０４の固定支持部１０８の付近では、エアバルーン１０７とブランケット保持板１０４とが接触していない状態で、ブランケット１０３が基板１０２と接触する。
【００２０】
次に、加圧盤１０５の回転動作が進行すると、基板１０２の中央付近において、ブランケット保持板１０４およびブランケット１０３を介して、エアバルーン１０７により基板１０２に圧力が印加される。このとき、固定支持部１０８の付近では、基板１０２が加圧されていないか、加圧力が大幅に減少している。さらに加圧盤１０５の回転動作が進行すると、基板１０２に対する圧力の印加範囲は、基板１０２の中央付近から、固定支持部１０８および単純支持部１０９の両側に広がる。その結果、固定支持部１０８の付近においても、エアバルーン１０７により基板１０２に対して圧力が再度加わり、同一箇所で基板１０２とブランケット１０３とが２回接触することになる。このようにエアバルーン１０７によるブランケット保持板１０４の押圧点と、ブランケット１０３による基板１０２の押圧点とが異なっている。また、回転動作において、それぞれの押圧点は相対的な関係を保たずに、移動したり拡大したりすることにより、上記のような２回接触が起こったり、横方向の加重に変化が生じたりする。このような問題は、基板１０２に作用する最終圧力が小さい場合に顕著である。
【００２１】
また、初期状態において、ブランケット保持板１０４の中央部付近でブランケット１０３と基板１０２とが接触し、加圧盤１０５の回転動作が進行するに従って、接触領域が固定支持部１０８および単純支持部１０９の両側に広がるといった動作も生じる。この場合、ブランケット保持板１０４は、エアバルーン１０７により横方向の荷重は受けることになる、この横荷重の向きや大きさは、エアバルーン１０７と接触している位置や面積によって異なる。このような問題は、基板１０２に作用する最終圧力が大きい場合に顕著である。
【００２２】
このように、図１０中の印刷装置１００においては、初期圧力による加圧動作の変化や、加圧が基板中央部より広がったり固定支持部の付近では２回加圧を受けることによって、印刷精度の悪化が生じる。また、不均一な横荷重を受けることにより、位置精度のばらつきも大きくなるという課題を有している。
【００２３】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、高精度かつ高い再現性で印刷が実施される印刷装置および印刷方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この発明の１つの局面に従った印刷装置は、ステージと、ブランケット保持板と、固定部材と、圧力付与部材とを備える。ステージは、平板を保持する主表面を有する。ブランケット保持板は、主表面と対向し、ブランケットを保持する第１表面と、第１表面の裏側に配置される第２表面とを有する。固定部材は、第２表面と対向して配置される。圧力付与部材は、ブランケット保持板と固定部材との間に配置され、第２表面に対して圧力を付与する。ブランケット保持板は、固定支持された固定支持部を有する。ブランケット保持板は、固定支持部から遠ざかるに従って主表面と第１表面との間の距離が増大するように湾曲する第１状態と、主表面と第１表面との間の距離が一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能である。固定部材の位置が保持された状態で、圧力付与部材からブランケット保持板に対して圧力が付与されることによって、ブランケット保持板が第１状態から第２状態に変形し、ブランケットと平板とが接触する。
【００２５】
なお、本発明において、ステージの主表面に保持される平板は、ブランケットにインクパターンを転写するための印刷版、もしくはブランケットからインクパターンを転写するための基板である。
【００２６】
このように構成された印刷装置によれば、固定部材の位置が保持された状態で圧力付与部材からブランケット保持板に対して圧力が付与されるため、第１状態から第２状態へと変形するブランケット保持板の動作シーケンス（変形のプロセス）を容易に制御することができる。これにより、ブランケットと、主表面に保持された平板との接触状態のばらつきを抑え、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【００２７】
また好ましくは、ブランケット保持板は、第１表面を挟んで固定支持部の反対側に設けられた支持部材を有する。このように構成された印刷装置によれば、第１状態と第２状態との間でブランケット保持板が変形可能なように支持することができる。
【００２８】
また好ましくは、印刷装置は、固定部材に接続され、支持部材を移動可能に支持する可動部材をさらに備える。このように構成された印刷装置によれば、第２状態において、平板とブランケットとを平面的に接触させることができる。
【００２９】
また好ましくは、可動部材は、弾性部材により形成される。このように構成された印刷装置によれば、弾性部材の弾性力を可動部に作用させることにより、ブランケット保持板を第１状態に保持することができる。
【００３０】
また好ましくは、弾性部材は、バネである。また好ましくは、弾性部材は、エアシリンダである。このように構成された印刷装置によれば、バネもしくはエアシリンダの弾性力を可動部に作用させることにより、ブランケット保持板を第１状態に保持することができる。
【００３１】
また好ましくは、圧力付与部材は、気体が吸排気されることにより容積が変化するバルーンである。このように構成された印刷装置によれば、バルーンを膨張させることにより、ブランケット保持板に対して圧力を付与することができる。
【００３２】
また好ましくは、圧力付与部材は、ブラケット保持板および固定部材とともに気密を保つ空間を形成し、伸縮性を有する封止部材である。このように構成された印刷装置によれば、ブラケット保持板、固定部材および封止部材が一体となって気密性の空間を形成するため、第２表面に対してより均一に圧力を付与することができる。
【００３３】
また好ましくは、封止部材は、ベローズにより形成される。このように構成された印刷装置によれば、高い信頼性を有する封止部材を簡易に構成することができる。
【００３４】
また好ましくは、固定支持部は、主表面に保持された平板の頂面とほぼ同じ高さに設けられる。このように構成された印刷装置によれば、支持部側から支持部から遠ざかる側に向けて順に、平板とブランケットとを接触させることができる。これにより、平板に作用する横荷重（平板の頂面に平行な方向の荷重）を適正に制御し、印刷制度をさらに向上させることができる。
【００３５】
また好ましくは、固定支持部は、主表面に保持された平板の頂面よりも高い位置に設けられる。このように構成された印刷装置によれば、圧力付与部材によるブランケット保持板への圧力付与時、ブランケットと平板のエッジとの干渉をより確実に避けることができる。
【００３６】
また好ましくは、圧力付与部材に気体が導入されることによって、ブランケット保持板に対して圧力が付与される。このように構成された印刷装置によれば、簡易な構成で、ブランケット保持板に対して均一に圧力を付与することができる。
【００３７】
また好ましくは、圧力付与部材に導入された気体の積算流量を調整することによって、ブランケット保持板に対して付与される圧力の大きさが調整される。このように構成された印刷装置によれば、気体の積算流量の調整を通じて、最終的な印刷状態を適正に制御することができる。
【００３８】
この発明に従った印刷方法は、上述のいずれかに記載の印刷装置を用いた印刷方法である。印刷方法は、主表面に平板を保持する工程と、圧力付与部材からブランケット保持板に対して圧力を付与することにより、支持部側から支持部より遠ざかる側に順に、平板とブランケットとを接触させる工程とを備える。このように構成された印刷方法によれば、支持部側から支持部より遠ざかる側への一方向に転写が順次行なわれるため、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【００３９】
この発明の別の局面に従った印刷装置は、平板を保持する主表面を有するステージと、主表面上に配置され、ブランケットを保持するブランケット保持板と、ブランケット保持板に対してステージの反対側に配置される固定部材とを備える。ブランケット保持板と固定部材との間の空間Ａの体積をＶａとし、ブランケット保持板とステージに保持された平板との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、固定部材とステージに保持された平板との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立する。体積Ｖｃを一定に保持した状態において、空間Ｂの内部に圧力を付与することにより、ブランケット保持板を変形させて体積Ｖｂを増大させ、体積Ｖｂの増大に伴って体積Ｖａが減少することにより、ブランケット保持板に保持されたブランケットが平板に接触する。
【００４０】
このように構成された印刷装置によれば、固定部材とステージに保持された平板との間の空間Ｃの体積Ｖｃを一定に保持することにより、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【発明の効果】
【００４１】
以上に説明したように、この発明に従えば、高精度かつ高い再現性で印刷が実施される印刷装置および印刷方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００４３】
図１は、この発明の実施の形態における印刷装置を示す斜視図である。図１を参照して、本実施の形態における印刷装置１０は、オフセット印刷に用いられる装置である。印刷装置１０は、印刷版２７に形成されたインクパターンをブランケット３６に転写し、さらにそのインクパターンをブランケット３６からガラス基板２２に転写することにより、ガラス基板２２に画像を形成する装置である。
【００４４】
まず、印刷装置１０の構造について説明する。印刷装置１０は、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６と、固定板４１と、ブランケット保持板３１と、エアバルーン３８とを有する。
【００４５】
基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、互いに間隔を隔てて基台５２上に設置されている。基台５２は、レール５１上にスライド移動可能に設けられている。基台５２をスライド移動させることにより、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、矢印５３に示す方向に移動する。
【００４６】
基板用ステージ２１は、ガラス基板２２を保持する主表面２１ａを有し、印刷版用ステージ２６は、印刷版２７を保持する主表面２６ａを有する。主表面２１ａおよび主表面２６ａは、平面状に形成されている。好ましくは、ガラス基板２２と印刷版２７とは、同一平面上に形成されている。基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、金属から形成されている。レール５１、基台５２、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、印刷時に作用する圧力に対して十分な剛性を示すような構造を有する。
【００４７】
印刷版用ステージ２６に設置される印刷版２７については、特に形状を問わない。印刷版２７は、凹版を用いるグラビアオフセット印刷用版であってもよいし、凹凸の無い平版を用いるオフセット印刷用版であってもよい。
【００４８】
図２は、図１中の印刷装置の動作を示す側面図である。図中には、代表的に、ブランケット３６に形成されたインクパターンをガラス基板２２に転写する工程が示されている。
【００４９】
図１および図２を参照して、固定板４１は、基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６が移動可能な範囲において、基板用ステージ２１もしくは印刷版用ステージ２６と対向する位置に設けられている。固定板４１は、金属から形成されている。固定板４１は、印刷時に作用する圧力に対して十分な剛性を示すような構造を有する。
【００５０】
以下、固定板４１に対向する位置に基板用ステージ２１が位置決めされている状態における動作について、説明を続ける。
【００５１】
ブランケット保持板３１は、固定板４１と基板用ステージ２１との間に配置されている。ブランケット保持板３１は、基板用ステージ２１に対向する表面３１ａと、表面３１ａの裏側に配置され、固定板４１に対向する表面３１ｂとを有する。
【００５２】
ブランケット保持板３１は、平板形状を有する。ブランケット保持板３１は、固定壁４２に固定支持された固定支持端３１ｐを有する。本実施の形態では、固定支持端３１ｐが、固定板４１から延出する固定壁４２に固定されている。このような形態に限られず、固定支持端３１ｐは、固定板４１とは別に設けられた部材に固定されてもよい。固定支持端３１ｐは、基板用ステージ２１に設置されたガラス基板２２の頂面とほぼ等しい高さで固定支持されている。固定支持端３１ｐは、ガラス基板２２の頂面が延在する方向において、ガラス基板２２のエッジよりもさらに外側に設けられている。固定支持端３１ｐは、ガラス基板２２と対向する位置から、単純支持端３１とは反対方向にずれた位置に配置されている。
【００５３】
ブランケット保持板３１は、支持部材としてのシャフト３２により単純支持された単純支持端３１ｑをさらに有する。ここでいう単純支持とは、その支持点での曲げモーメントの作用しない支持方法全般を意味する。固定支持端３１ｐと単純支持端３１ｑとは、表面３１ａおよび表面３１ｂを挟んだブランケット保持板３１の両端に設けられている。本実施の形態では、単純支持端３１ｑを単純支持するシャフト２２が、可動部材としてのコイルバネ４６により移動可能に支持されている。コイルバネ４６の他方端は、固定板４１に接続されている。このような構成により、単純支持端３１ｑは、シャフト２２およびコイルバネ４６によって、固定板４１と基板用ステージ２１との間を結ぶ方向に移動可能に支持されるとともに、固定板４１に近接する方向の圧縮力を受けている。
【００５４】
ブランケット保持板３１は、板バネから形成されている。ブランケット保持板３１は、固定支持端３１ｐから遠ざかるに従って主表面２１ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが増大するように湾曲する状態（図２（Ａ）中に示す状態）と、主表面２１ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが一定となるように延在する状態（図２（Ｃ）中に示す状態）との間で弾性的に変形可能である。ブランケット保持板３１は、固定支持端３１ｐを固定支持点として単純支持端３１ｑに向けて弓形に湾曲する状態と、固定支持端３１ｐと単純支持端３１ｑとの間で平面状に延在する状態との間で弾性的に変形可能である。
【００５５】
板バネには曲げ降伏限界があり、またエア導入時にガラス基板２２に容易に倣いやすいように、ブランケット保持板３１を形成する板バネは、薄いほうが望ましい。具体的には、強度と繰り返し曲げ耐性とを併せ持つＳＵＳ等の金属板を用いた場合、長さが５００ｍｍ以下のとき、０．５ｍｍ〜２ｍｍの厚さであることが望ましい。
【００５６】
ブランケット保持板３１の表面３１ａには、ブランケット３６が貼り合わされている。ブランケット３６は、ゴム状のシートから形成されている。ブランケット３６は、繰り返しガラス基板２２に押圧するため、弾性的に変形可能であることが求められる。また、被印刷物にインクパターンを転写するため、被印刷物よりもインクの撥水性が高いことが求められる。一般的には、表面がシリコーンゴムにより形成されたブランケットが使用される。
【００５７】
エアバルーン３８は、固定板４１とブランケット保持板３６との間に設けられている。エアバルーン３８は、密閉空間を形成する袋状部材から形成されている。エアバルーン３８は、固定板４１に密着して設けられている。固定板４１には、エアバルーン３８の内部空間に連通するエア管４３が接続されている。エア管４３を通じて空気が吸排気されることにより、エアバルーン３８の容積が増大もしくは減少する。エアバルーン３８の容積が増大するに従って、エアバルーン３８から表面３１ｂに対して平面的に圧力が付与される。
【００５８】
続いて、図１中の印刷装置１０を用いてガラス基板２２に画像を形成する方法について説明する。
【００５９】
まず、塗布コータ（図示せず）を用いて、印刷版２７にインクを塗布する。インクの塗布には、スリットコータを用いてもよいし、インクの粘度に合わせてバーコータなどを用いてもよい。
【００６０】
インク材料は特に限定されず、用途により、主成分をたとえば配線材料、透明電極材料、レジスト、絶縁材料、着色材料等から選択した上で、一般に知られる表面張力や粘度の調整方法を適用したものを利用できる。
【００６１】
タック性を持つ程度にインクを乾燥させた後、印刷版２７を印刷版用ステージ２６に設置し、印刷版用ステージ２６をブランケット３６の下方にまで移動させる。エア管４３の注入口を通じてエアバルーン３８に空気を供給することによりブランケット保持板３８を変形させ、ブランケット３６と印刷版２７とを接触させる。次に、エアバルーン３８から空気を徐々に放出させることにより、ブランケット３６を印刷版２７から順次剥離していく。これにより、印刷版２７からブランケット３６へのインクパターンの転写が完了する。
【００６２】
次に、ガラス基板２２が設置された基板用ステージ２１をブランケット３６の下方にまで移動させる。上記の場合と同様に、エアバルーン３８に対する空気の供給、放出を行ない、ブランケット３６からガラス基板２２にインクパターンを転写する。以上の工程により、ガラス基板２２に所望の画像が形成される。
【００６３】
続いて、インクパターン転写時の印刷装置１０の動作について説明する。印刷版２７からブランケット３６へのインクパターン転写時も、ブランケット３６からガラス基板２２へのインクパターン転写時も、印刷装置１０の動作は同様である。以下では、代表的に、ブランケット３６からガラス基板２２へのインクパターン転写時について説明する。
【００６４】
図３は、図１中の印刷装置の動作を模式的に表わした図である。図２および図３を参照して、エアバルーン３８に空気を供給する前の初期状態において、ブランケット保持板３１は、弓形の湾曲状態にある。このとき、ブランケット３６とガラス基板２２とは、非接触の状態にある（図２（Ａ））。
【００６５】
エアバルーン３８に空気を供給する加圧時、膨張するエアバルーン３８がブランケット保持板３１を変形させ、この変形したブランケット保持板３１がさらに基板用ステージ２１に向けて押圧する。このとき、ブランケット保持板３１は、単純支持端３１ｑがコイルバネ４６の弾性力に抗しながら基板用ステージ２１に近接するように、固定支持端３１ｐを支点にして徐々に変形していく。エアバルーン３８に対する空気の積算供給量が増えるに従って、エアバルーン３８内部の圧力が増大し、この圧力増大に伴うブランケット保持板３１の変形により、ガラス基板２２との接触面積が徐々に増していく。また、この過程において、ブランケット保持板３１に加わる等分布荷重を徐々に高めることができる。
【００６６】
本実施の形態では、固定支持端３１ｐがガラス基板２２の頂面の高さとほぼ等しい高さで固定支持されている。このような構成により、ブランケット保持板３１の変形に伴って、固定支持端３１ｐ側から単純支持端３１ｑ側に順に、ブランケット３６とガラス基板２２とが接触していく。
【００６７】
最終的に、ブランケット保持板３１を、固定支持端３１ｐと単純支持端３１ｑとの間で平面状に延在する状態にまで変形させることにより、ブランケット３６とガラス基板２２とを全面で接触させる。このとき、コイルバネ４６は、単純支持端３１ｑが固定支持端３１ｐと同じ高さに位置決めされるまで伸長する（図２（Ｃ））。その後、さらにエアバルーン３８に空気を供給することにより、ブランケット３６とガラス基板２２との接触圧を高めることも可能である。
【００６８】
以上に説明した、この発明の実施の形態における印刷装置１０は、ステージとしての基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６と、ブランケット保持板３１と、固定部材としての固定板４１と、圧力付与部材としてのエアバルーン３８とを備える。基板用ステージ２１および印刷版用ステージ２６は、それぞれ、平板としてのガラス基板２２および印刷版２７をそれぞれ保持する主表面２１ａおよび主表面２６ａを有する。ブランケット保持板３１は、主表面２１ａ，２６ａと対向し、ブランケット３６を保持する第１表面としての表面３１ａと、表面３１ａの裏側に配置される第２表面としての表面３１ｂとを有する。固定板４１は、表面３１ｂと対向して配置される。エアバルーン３８は、ブランケット保持板３１と固定板４１との間に配置され、表面３１ｂに対して圧力を付与する。ブランケット保持板３１は、固定支持された固定支持部としての固定支持端３１ｐを有する。
【００６９】
ブランケット保持板３１は、固定支持端３１ｐから遠ざかるに従って主表面２１ａ，２６ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが増大するように湾曲する第１状態と、主表面２１ａ，２６ａと表面３１ａとの間の距離Ｈが一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能である。固定板４１の位置が保持された状態で、エアバルーン３８からブランケット保持板３１に対して圧力が付与されることによって、ブランケット保持板３１が第１状態から第２状態に変形し、ブランケット３６とガラス基板２２もしくは印刷版２７とが接触する。また逆に、エアバルーン３８からブランケット保持板３１に対する圧力を減少させることによって、ブランケット保持板３１が第２状態から第１状態に変形し、ブランケット３６とガラス基板２２もしくは印刷版２７とが剥離する。
【００７０】
続いて、図１中の印刷装置１０の各種変形例について説明する。
図４は、図１中の印刷装置の第１変形例を示す斜視図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、本変形例では、図１中のコイルバネ４６に替えてエアシリンダ６１が設けられており、単純支持端３１ｑがエアシリンダ６１によって弾性的に支持されている。このような構成によれば、コイルバネ４６と比べて構造は複雑となるが、バネ性の劣化の影響を受けにくいという効果が得られる。
【００７１】
図４（Ｃ）および図４（Ｄ）を参照して、本変形例では、エアシリンダ６１に加えて、図１中のエアバルーン３８に替えてベローズ６３が設けられている。ベローズ６３は、蛇腹形状を有し、固定板４１と基板用ステージ２１とを結ぶ方向に伸縮可能である。ベローズ６３は、筒形状を有し、その開口端の両側がそれぞれ固定板４１およびブランケット保持板３１に接続されている。このような構成により、ベローズ６３は、固定板４１およびブランケット保持板３１と一体となって、空気が導入される気密性の空間を形成している。エアバルーン３８とブランケット保持板３１との接触がなく、エアによって直接ブランケット保持板３１を押圧することにより、均一に圧力を付与でき、また動作時のエアバルーン３８とブランケット保持板３１との間のスティックスリップを防止することができる。なお、本発明における可動部材と圧力付与部材との組み合わせは、以上に説明したものに限定されず、たとえばコイルバネとベローズとの組み合わせであってもよい。
【００７２】
図５は、図１中の印刷装置の第２変形例を示す側面図である。図５を参照して、本変形例では、固定支持端３１ｐが、基板用ステージ２１に設置されたガラス基板２２の頂面よりも高い位置で固定支持されている。このような構成であっても、固定支持端３１ｐとガラス基板２２との間の距離や、エアバルーン３８によってブランケット保持板３１を押圧する位置などを調整することによって、固定支持端３１ｐ側から単純支持端３１ｑ側に順に、ブランケット３６とガラス基板２２とを接触させることができる。また、ブランケット保持板３１の変形時、ガラス基板２２の左側エッジにおける、ブランケット３６による局部的な高圧な押圧をより確実に避けることができる。
【００７３】
図６は、図１中の印刷装置の第３変形例を示す側面図である。図６を参照して、本変形例では、図１中のコイルバネ４６が設けられておらず、単純支持端３１ｑの位置は固定されている。エアバルーン３８に空気が供給されることによって、ブランケット保持板３１は、ガラス基板２２の頂面上では平面状に延在する状態にまで変形し、この変形に伴ってブランケット３６とガラス基板２２とが接触する。この場合には、両者を均一に接触させるため、ガラス基板２２の右端よりもさらに右側に単純支持端３１ｑを配置する必要があり、装置スペースは大きくなるが、構造が簡単になるというメリットがある。
【００７４】
なお、図１中に記載の実施例および第１〜第３の変形例におけるブランケット保持板３１は、元の形状として、弓形の湾曲形状を有してもよい。
【００７５】
図７は、図１中の印刷装置の第４変形例を示す斜視図である。図７を参照して、本変形例では、印刷装置１０が、固定板４１および固定壁４２を中心軸７１を中心に回動させる水平回動機構を有する。このような構成により、基板用ステージ２１に設置されたガラス基板２２上から、固定板４１、ブランケット保持板３１、ブランケット３６およびエアバルーン３８を退避させることができる。これにより、適当なタイミングで、カメラ等により上部からガラス基板２２を観測することが可能となる。
【００７６】
図８は、図１中の印刷装置の第５変形例を示す側面図である。図８を参照して、本変形例では、基板用ステージ２１が上下方向（基板用ステージ２１と固定板４１とを結ぶ方向）に移動可能に設けられている。このような構成により、ブランケット３６とガラス基板２２とを接触させた後、エアバルーン３８から空気を徐々に放出させる替わりに、基板用ステージ２１を下方に移動させることにより、ブランケット３６とガラス基板２２とを剥離させる。
【００７７】
なお、固定板４１が、ブランケット保持板３１、ブランケット３６およびエアバルーン３８とともに上下方向に移動可能に設けられてもよい。
【００７８】
続いて、図１中の印刷装置１０によって奏される作用、効果について説明する。
図９は、図１中の印刷装置を模式的に表わした図である。図９を参照して、印刷装置１０において、ブランケット保持板３１と固定板４１との間の空間Ａの体積をＶａとし、ブランケット保持板３１とガラス基板２２との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、固定板４１とガラス基板２２との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立する。
【００７９】
本実施の形態では、固定板４１の位置が固定された状態でエアバルーン３８に空気が供給される。すなわち、空間Ｃの体積Ｖｃを一定に保持しながら、空間Ａに空気を導入し、体積Ｖａを大きくしつつ空間Ｂの体積Ｖｂを小さくしていく。これにより、空間Ａに対する圧力の付与を通じて、ブランケット保持板３１がガラス基板２２に沿うように変形する。また、本実施の形態では、固定端を基板端よりもさらに左側に設けているため、ガラス基板２２の左端から右端に向けて順に、ブランケット３６とガラス基板２２とが接触していく。さらに、ブランケット保持板３１の背面圧には等分布荷重を与えているため、ガラス基板２２に与えられる圧力は均一圧となる。このため、従来技術のように、ブランケット３６がまずガラス基板２２の中央部に接触したり、ブランケット３６とガラス基板２２とが複数回接触するといった問題が生じない。
【００８０】
すなわち、図１中の印刷装置１０によれば、下記の効果を得ることができる。
１．ブランケット保持板３１の変形は、エアバルーン３８内部の圧力（エア導入積算流量）によって一意的に決まるものであり、再現性が高い。また、積算流量の調整により、ブランケット３６とガラス基板２２との最終的な接触圧をコントロールすることも可能である。
２．エアバルーン３８に対する空気の導入のみによるブランケット保持板３１の変形により、ブランケット３６は、ガラス基板２２に対して左側から右側に一方向に順次、接触し、また右側から左側に一方向に、順次剥離することが可能になる。
３．ブランケット３６およびガラス基板２２の接触後の圧力は、エアバルーン３８から作用する圧力と同等になり、面内分布が均一となる。
４．第１変形例の場合、エアバルーン３８の替わりに、ブランケット保持板３１および固定板４１とベローズ６３とが一体になって気密性空間を形成することによって、圧力は直接ブランケット保持板３１に加わり、接触動作による面内分布のばらつきや再現性の低下が生じない。
【００８１】
効果１について、エアバルーン３８に対する空気の積算流量に応じて、ブランケット保持板３１の変形量およびガラス基板２２に対する印刷圧が定まる。このため、加圧過程の圧力再現性が高く、さらに全面接触が完了した後に空気の導入を行なうことにより印刷圧を高めることも可能である。最終圧力を変える場合であっても、押圧動作過程を同じにすることができ、従来の１つ目の課題が解消され、本発明の目的が達成される。
【００８２】
効果２について、固定板４１およびブランケット保持板３１間の空間Ａに圧力を加え、ブランケット保持板３１が変形することにより、ブランケット３６とガラス基板２２との接触面積が徐々に広がっていく。固定支持端３１ｐをガラス基板２２の頂面とほぼ等しい高さに設定すれば、ブランケット３６およびガラス基板２２を固定支持端３１ｐ側から単純支持端３１ｑ側へと順次接触させる工程を容易に実現することができる。また、空間Ａの圧力を低減すれば、加圧動作と逆動作により、ブランケット３６およびガラス基板２２を単純支持端３１ｑ側から固定支持端３１ｐ側へと順次剥離することができ、従来の２つ目の課題が解消され、本発明の目的が達成される。
【００８３】
効果３について、エアバルーン３８からの等分布荷重がブランケット保持板３１およびブランケット３６を通じてガラス基板２２に加わり、ガラス基板２２への圧力の面内分布は向上する。
【００８４】
効果４について、特にブランケット保持板３１および固定板４１とベローズ６３とが一体になって気密性空間を形成する図４中の形態によれば、ガラス基板２２への圧力分布や再現性が向上する。
【００８５】
このように構成された、この発明の実施の形態における印刷装置１０および印刷方法によれば、固定板４１およびガラス基板２２間の空間Ｃの体積Ｖｃを一定に保持しながら、固定板４１およびブランケット保持板３１間の空間Ａに空気を導入する構成により、ブランケット保持板３１が変形する動作シーケンスを、空間Ａに対する空気の積算流量のみにより決定することができる。これにより、ブランケット保持板３１を意図した通りに変形させ、安定した印刷状態を得ることができる。また、ブランケット３６と、ガラス基板２２および印刷版２７とを一方向に接触、剥離させることにより、ブランケット３６からガラス基板２２および印刷版２７に作用する横荷重を適正に制御することができる。以上の理由により、高精度かつ高い再現性で印刷を実施することができる。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００８７】
たとえば、本発明は、ブランケットのような弾性体と基板との加圧による印刷であれば、オフセット印刷以外の、特開２０００−２８９３２０記載の印刷法（シリコンブランケット上に機能性樹脂の塗布面を形成し、凹版又は凸版を塗布面に押圧する。押圧部分の樹脂をシリコンブランケット上から除去し、残った樹脂を被印刷体に転写する。）や、フレキソ印刷等にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施の形態における印刷装置を示す斜視図である。
【図２】図１中の印刷装置の動作を示す側面図である。
【図３】図１中の印刷装置の動作を模式的に表わした図である。
【図４】図１中の印刷装置の第１変形例を示す斜視図である。
【図５】図１中の印刷装置の第２変形例を示す側面図である。
【図６】図１中の印刷装置の第３変形例を示す側面図である。
【図７】図１中の印刷装置の第４変形例を示す斜視図である。
【図８】図１中の印刷装置の第５変形例を示す側面図である。
【図９】図１中の印刷装置を模式的に表わした図である。
【図１０】板バネ状のブランケット保持板を用いた印刷装置を示す側面図である。
【図１１】図１０中の印刷装置において、ブランケット保持板が変形する様子を模式的に表わした図である。
【図１２】図１０中の印刷装置において、ブランケットおよび基板の接触領域の変化を模式的に表わした図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 印刷装置、２１ 基板用ステージ、２１ａ，２６ａ 主表面、２２ ガラス基板、２６ 印刷版用ステージ、２７ 印刷版、３１ ブランケット保持板、３１ａ，３１ｂ 表面、３１ｐ 固定支持端、３１ｑ 単純支持端、３２ シャフト、３６ ブランケット、３８ エアバルーン、４１ 固定板、４６ コイルバネ、６１ エアシリンダ、６３ ベローズ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板を保持する主表面を有するステージと、
前記主表面と対向し、ブランケットを保持する第１表面と、前記第１表面の裏側に配置される第２表面とを有するブランケット保持板と、
前記第２表面と対向して配置される固定部材と、
前記ブランケット保持板と前記固定部材との間に配置され、前記第２表面に対して圧力を付与する圧力付与部材とを備え、
前記ブランケット保持板は、固定支持された固定支持部を有し、前記固定支持部から遠ざかるに従って前記主表面と前記第１表面との間の距離が増大するように湾曲する第１状態と、前記主表面と前記第１表面との間の距離が一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能であり、
前記固定部材の位置が保持された状態で、前記圧力付与部材から前記ブランケット保持板に対して圧力が付与されることによって、前記ブランケット保持板が前記第１状態から前記第２状態に変形し、ブランケットと平板とが接触する、印刷装置。
【請求項２】
前記ブランケット保持板は、前記第１表面を挟んで前記固定支持部の反対側に設けられた支持部材を有する、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記固定部材に接続され、前記支持部材を移動可能に支持する可動部材をさらに備える、請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記可動部材は、弾性部材により形成される、請求項３に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、バネである、請求項４に記載の印刷装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、エアシリンダである、請求項４に記載の印刷装置。
【請求項７】
前記圧力付与部材は、気体が吸排気されることにより容積が変化するバルーンである、請求項１から６のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項８】
前記圧力付与部材は、前記ブラケット保持板および前記固定部材とともに気密を保つ空間を形成し、伸縮性を有する封止部材である、請求項１から７のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項９】
前記封止部材は、ベローズにより形成される、請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１０】
前記固定支持部は、前記主表面に保持された平板の頂面とほぼ同じ高さに設けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項１１】
前記固定支持部は、前記主表面に保持された平板の頂面よりも高い位置に設けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項１２】
前記圧力付与部材に気体が導入されることによって、前記ブランケット保持板に対して圧力が付与される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項１３】
前記圧力付与部材に導入された気体の積算流量を調整することによって、前記ブランケット保持板に対して付与される圧力の大きさが調整される、請求項１２に記載の印刷装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の印刷装置を用いた印刷方法であって、
前記主表面に平板を保持する工程と、
前記圧力付与部材から前記ブランケット保持板に対して圧力を付与することにより、前記固定支持部側から前記固定支持部より遠ざかる側に順に、前記平板とブランケットとを接触させる工程とを備える、印刷方法。
【請求項１５】
平板を保持する主表面を有するステージと、
前記主表面上に配置され、ブランケットを保持するブランケット保持板と、
前記ブランケット保持板に対して前記ステージの反対側に配置される固定部材とを備え、
前記ブランケット保持板と前記固定部材との間の空間Ａの体積をＶａとし、前記ブランケット保持板と前記ステージに保持された平板との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、前記固定部材と前記ステージに保持された平板との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立し、
体積Ｖｃを一定に保持した状態において、空間Ｂの内部に圧力を付与することにより、前記ブランケット保持板を変形させて体積Ｖｂを増大させ、体積Ｖｂの増大に伴って体積Ｖａが減少することにより、前記ブランケット保持板に保持されたブランケットが平板に接触する、印刷装置。
【請求項１】
平板を保持する主表面を有するステージと、
前記主表面と対向し、ブランケットを保持する第１表面と、前記第１表面の裏側に配置される第２表面とを有するブランケット保持板と、
前記第２表面と対向して配置される固定部材と、
前記ブランケット保持板と前記固定部材との間に配置され、前記第２表面に対して圧力を付与する圧力付与部材とを備え、
前記ブランケット保持板は、固定支持された固定支持部を有し、前記固定支持部から遠ざかるに従って前記主表面と前記第１表面との間の距離が増大するように湾曲する第１状態と、前記主表面と前記第１表面との間の距離が一定となるように延在する第２状態との間で弾性的に変形可能であり、
前記固定部材の位置が保持された状態で、前記圧力付与部材から前記ブランケット保持板に対して圧力が付与されることによって、前記ブランケット保持板が前記第１状態から前記第２状態に変形し、ブランケットと平板とが接触する、印刷装置。
【請求項２】
前記ブランケット保持板は、前記第１表面を挟んで前記固定支持部の反対側に設けられた支持部材を有する、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記固定部材に接続され、前記支持部材を移動可能に支持する可動部材をさらに備える、請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記可動部材は、弾性部材により形成される、請求項３に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、バネである、請求項４に記載の印刷装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、エアシリンダである、請求項４に記載の印刷装置。
【請求項７】
前記圧力付与部材は、気体が吸排気されることにより容積が変化するバルーンである、請求項１から６のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項８】
前記圧力付与部材は、前記ブラケット保持板および前記固定部材とともに気密を保つ空間を形成し、伸縮性を有する封止部材である、請求項１から７のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項９】
前記封止部材は、ベローズにより形成される、請求項８に記載の印刷装置。
【請求項１０】
前記固定支持部は、前記主表面に保持された平板の頂面とほぼ同じ高さに設けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項１１】
前記固定支持部は、前記主表面に保持された平板の頂面よりも高い位置に設けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項１２】
前記圧力付与部材に気体が導入されることによって、前記ブランケット保持板に対して圧力が付与される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項１３】
前記圧力付与部材に導入された気体の積算流量を調整することによって、前記ブランケット保持板に対して付与される圧力の大きさが調整される、請求項１２に記載の印刷装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の印刷装置を用いた印刷方法であって、
前記主表面に平板を保持する工程と、
前記圧力付与部材から前記ブランケット保持板に対して圧力を付与することにより、前記固定支持部側から前記固定支持部より遠ざかる側に順に、前記平板とブランケットとを接触させる工程とを備える、印刷方法。
【請求項１５】
平板を保持する主表面を有するステージと、
前記主表面上に配置され、ブランケットを保持するブランケット保持板と、
前記ブランケット保持板に対して前記ステージの反対側に配置される固定部材とを備え、
前記ブランケット保持板と前記固定部材との間の空間Ａの体積をＶａとし、前記ブランケット保持板と前記ステージに保持された平板との間の空間Ｂの体積をＶｂとし、前記固定部材と前記ステージに保持された平板との間の空間Ｃの体積をＶｃとしたときに、Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｂの関係が成立し、
体積Ｖｃを一定に保持した状態において、空間Ｂの内部に圧力を付与することにより、前記ブランケット保持板を変形させて体積Ｖｂを増大させ、体積Ｖｂの増大に伴って体積Ｖａが減少することにより、前記ブランケット保持板に保持されたブランケットが平板に接触する、印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２３２４９（Ｐ２０１０−２３２４９Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８４２２９（Ｐ２００８−１８４２２９）
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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