(57)【要約】【課題】小型で簡単な構成により高い精度でパターン印刷を行うことができるパターン印刷装置及びパターン印刷方法を提供する。【解決手段】セラミックグリーンシート１１を載置するステージ１５と、ステージ１５上に載置されたセラミックグリーンシート１１にインク１６を印刷する印刷ユニット１７と、インク１６で印刷されたセラミックグリーンシート１１を覆う蓋状の乾燥ユニット２１と、印刷ユニット１７と乾燥ユニット２１とをセラミックグリーンシート１１の上方で入れ替える入替機構とを備える。乾燥ユニット２１は、内部にステージ１５上に載置されたセラミックグリーンシート１１を内蔵する空間を有している。該空間を減圧ユニットにより減圧する。【選択図】図１
2014116535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷物を載置するステージと、
該ステージ上に載置された被印刷物にインクで印刷する印刷ユニットと、
インクで印刷された被印刷物を覆う蓋状の乾燥ユニットと、
前記印刷ユニットと前記乾燥ユニットとを前記被印刷物の上方で入れ替える入替機構と
を備えるパターン印刷装置であって、
前記乾燥ユニットは、内部に前記ステージ上に載置された被印刷物を内蔵する空間を有し、
該空間を減圧する減圧ユニットを備えることを特徴とするパターン印刷装置。
【請求項２】
前記乾燥ユニットが前記ステージ上に載置された被印刷物を内蔵する空間を加熱するヒータを備えることを特徴とする請求項１に記載のパターン印刷装置。
【請求項３】
前記乾燥ユニットが前記ステージと接する部分に弾性体を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン印刷装置。
【請求項４】
前記ヒータは、前記乾燥ユニットの外面側に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のパターン印刷装置。
【請求項５】
前記ヒータは、前記乾燥ユニットの内面側に、隔離して配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のパターン印刷装置。
【請求項６】
被印刷物を載置するステージと、
該ステージ上に載置された被印刷物にインクで印刷する印刷ユニットと、
インクで印刷された被印刷物を覆う蓋状の乾燥ユニットと、
前記印刷ユニットと前記乾燥ユニットとを被印刷物の上方で入れ替える入替機構と
を備える印刷装置で実行することが可能なパターン印刷方法であって、
前記被印刷物をステージ上に載置し、
前記印刷ユニットで前記被印刷物にパターンを印刷し、
前記入替機構により、前記印刷ユニットを前記乾燥ユニットと入れ替えて、前記ステージ上に載置された被印刷物を覆うように前記乾燥ユニットをかぶせ、
前記乾燥ユニットで覆われた空間を減圧することを特徴とするパターン印刷方法。
【請求項７】
前記乾燥ユニットで覆われた空間をヒータで加熱することを特徴とする請求項６に記載のパターン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で簡単な構成により高い精度でパターン印刷を行うことができるパターン印刷装置及びパターン印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造工程において、セラミックグリーンシートにパターン印刷をする場合、例えばスクリーン印刷等により配線パターンを印刷して乾燥させる。最近では、印刷工程の簡素化を図るべく、インクジェット方式により配線パターンを基板（セラミックグリーンシート）に印刷するケースも増えている。
【０００３】
特許文献１には、インクジェット方式で基板（セラミックグリーンシート）に印刷されたインクを効果的に乾燥させる加熱減圧乾燥装置が開示されている。図７は、従来の加熱減圧乾燥装置を用いた印刷装置の例示図である。
【０００４】
図７に示すように、印刷前のセラミックグリーンシート１１をコンベア４１で矢印方向に搬送し、インクジェット手段１２で配線パターンを印刷する。印刷後、再度コンベア４１で矢印方向に搬送して、加熱減圧乾燥装置１０へと誘導して乾燥させる。
【０００５】
図８は、従来の加熱減圧乾燥装置１０の内部構造を模式的に示す断面図である。図８に示すように、従来の加熱減圧乾燥装置１０において、セラミックグリーンシート１１は、上部加熱手段２及び下部加熱手段１で挟み込む位置に載置されており、チャンバー３の全外周を覆うカバー６及びカバー６内に温風を吹き込む温風発生装置７からなるチャンバー加熱手段５により加熱される。同時に減圧手段４により、チャンバー３内を減圧する。チャンバー３内に、セラミックグリーンシート１１だけでなく、上部加熱手段２及び下部加熱手段１も内蔵されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０２５４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示してある加熱減圧乾燥装置を用いた印刷装置は、インクジェット手段１２で配線パターンが印刷されたセラミックグリーンシート１１をコンベア４１で搬送する場合、あるいはコンベア４１からセラミックグリーンシート１１を加熱減圧乾燥装置１０に載せ換える場合等に、乾燥していないインクが流れ出るおそれがあった。また、コンベア４１自体が加熱されていない場合にはインクの乾燥が遅くなることにより「にじみ」の原因となるおそれもある。さらに、コンベア４１に載置するべくセラミックグリーンシート１１を印刷ステージから剥がす場合、静電気等によりセラミックグリーンシート１１が変形して印刷画像に乱れが生じるおそれがあるという問題点もあった。
【０００８】
また、特許文献１に開示してあるように、従来の加熱減圧乾燥装置を用いた印刷装置ではインクジェット手段１２、コンベア４１、加熱減圧乾燥装置１０が直列状に配置されており、しかもチャンバー３内にセラミックグリーンシート１１、上部加熱手段２及び下部加熱手段１が内蔵されているので、印刷装置全体として小型化することが困難である。しかも、少なくともコンベア４１へセラミックグリーンシート１１を載せ換えるための時間を要するので、全体として作業時間を短縮することも困難である。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小型で簡単な構成により高い精度でパターン印刷を行うことができるパターン印刷装置及びパターン印刷方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明に係るパターン印刷装置は、被印刷物を載置するステージと、該ステージ上に載置された被印刷物にインクで印刷する印刷ユニットと、インクで印刷された被印刷物を覆う蓋状の乾燥ユニットと、前記印刷ユニットと前記乾燥ユニットとを前記被印刷物の上方で入れ替える入替機構とを備えるパターン印刷装置であって、前記乾燥ユニットは、内部に前記ステージ上に載置された被印刷物を内蔵する空間を有し、該空間を減圧する減圧ユニットを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成では、一度ステージ上に被印刷物を載置すれば、インクによる印刷から乾燥までの工程を、コンベア等で搬送することなく行うことができる。したがって、乾燥していないインクが流れ出ることもなく、印刷時のいわゆる「にじみ」も発生せず、セラミックグリーンシートのような薄い被印刷物であっても、取り扱い時に発生する静電気等により、被印刷物が変形して印刷画像に乱れが生じることもない。また、乾燥ユニットはインクで印刷された被印刷物のみを内蔵できる程度まで小型化できるため、印刷装置全体としても小型化することができる。さらに、コンベア等の搬送手段へ載せ換える必要もないので、全体として作業時間を短縮することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るパターン印刷装置は、前記乾燥ユニットが前記ステージ上に載置された被印刷物を内蔵する空間を加熱するヒータを備えることが好ましい。
【００１３】
上記構成では、乾燥ユニットがステージ上に載置された被印刷物を内蔵する空間を加熱するヒータを備えているので、減圧ユニットのみの場合に比べて、乾燥の効率をさらに向上させることができ、印刷時の「にじみ」を極力抑制することができる。
【００１４】
また、本発明に係るパターン印刷装置は、前記乾燥ユニットが前記ステージと接する部分に弾性体を備えることが好ましい。
【００１５】
上記構成では、乾燥ユニットがステージと接する部分に弾性体を備えているので、乾燥ユニットの内部を確実に気密にすることができ、効果的に減圧又は加熱減圧することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係るパターン印刷装置は、前記ヒータは、前記乾燥ユニットの外面側に配置されていることが好ましい。
【００１７】
上記構成では、ヒータが乾燥ユニットの外面側に配置されているので、インク乾燥時に可燃性ガスが生じた場合であっても防爆性を確保することができ、作業者が安全に作業することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係るパターン印刷装置は、前記ヒータは、前記乾燥ユニットの内面側に、隔離して配置されていることが好ましい。
【００１９】
上記構成では、ヒータが乾燥ユニットの内面側に配置されているものの、例えば石英ガラス等で隔離して配置されているので、インク乾燥時に可燃性ガスが生じた場合であっても防爆性を確保することができ、作業者が安全に作業することが可能となる。
【００２０】
次に、上記目的を達成するために本発明に係るパターン印刷方法は、被印刷物を載置するステージと、該ステージ上に載置された被印刷物にインクで印刷する印刷ユニットと、インクで印刷された被印刷物を覆う蓋状の乾燥ユニットと、前記印刷ユニットと前記乾燥ユニットとを被印刷物の上方で入れ替える入替機構とを備える印刷装置で実行することが可能なパターン印刷方法であって、前記被印刷物をステージ上に載置し、前記印刷ユニットで前記被印刷物にパターンを印刷し、前記入替機構により、前記印刷ユニットを前記乾燥ユニットと入れ替えて、前記ステージ上に載置された被印刷物を覆うように前記乾燥ユニットをかぶせ、前記乾燥ユニットで覆われた空間を減圧することを特徴とする。
【００２１】
上記構成では、一度ステージ上に被印刷物を載置すれば、インクによる印刷から乾燥までの工程を、コンベア等で搬送することなく行うことができる。したがって、乾燥していないインクが流れ出ることもなく、印刷時のいわゆる「にじみ」も発生せず、セラミックグリーンシートのような薄い被印刷物であっても、取り扱い時に発生する静電気等により、被印刷物が変形して印刷画像に乱れが生じることもない。また、乾燥ユニットはインクで印刷された被印刷物のみを内蔵できる程度まで小型化できるため、印刷装置全体としても小型化することができる。さらに、コンベア等の搬送手段へ載せ換える必要もないので、全体として作業時間を短縮することが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係るパターン印刷方法は、前記乾燥ユニットで覆われた空間をヒータで加熱することが好ましい。
【００２３】
上記構成では、乾燥ユニットで覆われた空間をヒータで加熱するので、減圧ユニットのみの場合に比べて、乾燥の効率をさらに向上させることができ、印刷時の「にじみ」を極力抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成によれば、一度ステージ上に被印刷物を載置すれば、インクによる印刷から乾燥までの工程を、コンベア等で搬送することなく行うことができる。したがって、乾燥していないインクが流れ出ることもなく、印刷時のいわゆる「にじみ」も発生せず、セラミックグリーンシートのような薄い被印刷物であっても、取り扱い時に発生する静電気等により、被印刷物が変形して印刷画像に乱れが生じることもない。また、乾燥ユニットはインクで印刷された被印刷物のみを内蔵できる程度まで小型化できるため、印刷装置全体としても小型化することができる。さらに、コンベア等の搬送手段へ載せ換える必要もないので、全体として作業時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の構成を印刷工程と共に模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の入替機構を模式的に示す例示図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の他の構成を印刷工程と共に模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の乾燥ユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の赤外線ヒータの配置を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の赤外線ヒータの他の配置を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の加熱減圧乾燥装置を用いた印刷装置の例示図である。
【図８】従来の加熱減圧乾燥装置の内部構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の構成を印刷工程と共に模式的に示す断面図である。図１（ａ）は、パターン印刷工程を、図１（ｂ）はユニット入替工程を、図１（ｃ）は加熱減圧工程を、それぞれ示している。
【００２８】
本実施の形態に係るパターン印刷装置は、まず図１（ａ）に示すように、ステージ１５の上に、被印刷物であるセラミックグリーンシート１１を載置し、印刷ユニット１７がパターンに応じてインク１６を吐出して、セラミックグリーンシート１１にインク１６でパターン印刷する。なお、印刷ユニット１７は、例えばインクを吐出するインクヘッド、インクを貯留するインクタンク等で構成されるインクジェット装置を用いることができ、図示しない入替機構、例えば回転するアームに装着することにより、印刷時のみセラミックグリーンシート１１上に移動させることができる。ステージ１５は、例えばセラミックグリーンシート１１を固定できる吸引機構を備えることが好ましい。これにより、以下で説明する減圧乾燥時、又は減圧開放時に発生する空気の流れにより、セラミックグリーンシート１１がステージ１５上から移動するおそれが少なくなる。
【００２９】
次に、図１（ｂ）に示すように、入替機構により印刷ユニット１７と乾燥ユニット２１とを入れ替え、乾燥ユニット２１をセラミックグリーンシート１１上に配置する。乾燥ユニット２１は、蓋状の密閉部２３、密閉部２３の内面側に配置された赤外線ヒータ２２、及び内部の空間の空気を吸引するか否かで、空間を減圧するか否かの調整をするパイプ部２４で構成されている。パイプ部２４の一端は、密閉部２３の中央近傍に接続されており、パイプ部２４の他端は、図示しない空気の吸引装置に接続され、減圧ユニットを構成している。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の入替機構を模式的に示す例示図である。図２に示すように、入替機構２０は、略直交する方向に印刷ユニット１７及び乾燥ユニット２１を支持するアーム部５１と、アーム部５１を回転させるモータ５２とで構成されている。モータ５２を回転させることにより、位置が固定されているステージ１５の直上へ印刷ユニット１７又は乾燥ユニット２１を移動させ、セラミックグリーンシート１１へパターン印刷した後、減圧により乾燥させる。
【００３１】
図１に戻って、乾燥時には、乾燥ユニット２１を図１（ｂ）の矢印方向にステージ１５に接するように下降させることにより、図１（ｃ）の状態となる。乾燥ユニット２１の密閉部２３はステージ１５のセラミックグリーンシート１１が載置されている側の面と接することで、乾燥ユニット２１の内部の空間に、インク１６で印刷されたセラミックグリーンシート１１が気密状態で内蔵される。
【００３２】
この状態で、図１（ｃ）の矢印方向に、パイプ部２４を介して空間内の空気を吸引することにより減圧する。これにより、セラミックグリーンシート１１上にパターン印刷されたインクを短時間で乾燥させることができる。
【００３３】
以上のように本実施の形態によれば、一度ステージ１５上にセラミックグリーンシート１１を載置すれば、インクによる印刷から乾燥までの工程を、コンベア等で搬送することなく行うことができる。したがって、乾燥していないインクが流れ出ることもなく、印刷時のいわゆる「にじみ」も発生せず、取り扱い時に発生する静電気等によりセラミックグリーンシート１１が変形して印刷画像に乱れが生じることもない。また、乾燥ユニット２１はインク１６で印刷されたセラミックグリーンシート１１のみを内蔵できる程度まで小型化できるため、印刷装置全体としても小型化することができる。さらに、コンベア等の搬送手段へ載せ換える必要もないので、全体として作業時間を短縮することが可能となる。
【００３４】
また、図１（ｃ）の状態において、減圧しながら赤外線ヒータ２２により気密にされた乾燥ユニット２１の内部の空間を加熱することもできる。この場合、減圧のみを行なった場合に比べて、乾燥の効率をさらに向上させることができ、印刷時の「にじみ」を極力抑制することができる。減圧のみで十分に乾燥できる場合は、特にヒータによる加熱を行なう必要はないが、印刷パターンが高密度である場合、印刷されたインクの厚みが厚い場合等、より積極的な乾燥を行なう必要がある場合には加熱減圧を行なうことが効果的である。
【００３５】
また、インク１６を繰り返し印刷する「重ね印刷」をすることもできる。図３は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の他の構成を印刷工程と共に模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、パターン印刷工程を、図３（ｂ）はユニット入替工程を、図３（ｃ）は加熱減圧工程を、図３（ｄ）は開放工程を、図３（ｅ）は再印刷工程を、それぞれ示している。
【００３６】
本実施の形態に係るパターン印刷装置は、まず図３（ａ）に示すように、ステージ１５の上に、印刷の対象となるセラミックグリーンシート１１を載置し、印刷ユニット１７がパターンに応じてインク１６を吐出して、セラミックグリーンシート１１にインク１６でパターン印刷する。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、図２に示す入替機構２０により、印刷ユニット１７と乾燥ユニット２１とを入れ替え、乾燥ユニット２１をセラミックグリーンシート１１上に配置する。乾燥ユニット２１を図３（ｂ）の矢印方向にステージ１５に接するよう下降させることにより、図３（ｃ）の状態となる。乾燥ユニット２１の密閉部２３はステージ１５のセラミックグリーンシート１１が載置されている側の面と接することで、乾燥ユニット２１の内部の空間に、インク１６で印刷されたセラミックグリーンシート１１が気密状態で内蔵される。
【００３８】
この状態で、図３（ｃ）の矢印方向に、パイプ部２４を介して空間の空気を吸引することにより減圧する。これにより、セラミックグリーンシート１１上にパターン印刷されたインクを短時間で乾燥させることができる。なお、乾燥は、上述のように減圧しながら赤外線ヒータ２２により気密にされた乾燥ユニット２１の内部の空間を加熱することにより行なっても良い。
【００３９】
次に、図３（ｄ）に示すように、パイプ部２４を介して乾燥ユニット２１の内部の空間に空気を送り込み（図３（ｃ）の矢印方向とは逆方向）、空間の圧力を高める。そして、乾燥ユニット２１を上昇させることにより、図３（ｄ）の状態となる。この状態で、図２に示す入替機構２０により、乾燥ユニット２１と印刷ユニット１７とを入れ替え、印刷ユニット１７をセラミックグリーンシート１１上に配置する。
【００４０】
そして、図３（ｅ）に示すように、インク１６を印刷して乾燥させたセラミックグリーンシート１１に対して、印刷ユニット１７がパターンに応じてインク１６を吐出して、セラミックグリーンシート１１にインク１６で再度パターン印刷する。その後、図３（ｂ）に戻って、図２に示す入替機構２０により、印刷ユニット１７と乾燥ユニット２１とを入れ替え、乾燥ユニット２１をセラミックグリーンシート１１上に配置し、上述した処理を繰り返す。
【００４１】
以上のように、ステージ１５上にセラミックグリーンシート１１を載置した状態のまま重ね印刷をすることができるので、セラミックグリーンシート１１を移動させる手間と時間を削減することができる。また、セラミックグリーンシート１１の移動による印刷位置のずれが生じるおそれがなく、印刷の都度、イメージセンサ等により印刷位置を確認する必要もない。
【００４２】
なお、乾燥ユニット２１がステージ１５と接する部分には、弾性体、例えばＯリング等を備えることが好ましい。図４は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の乾燥ユニット２１の構成を模式的に示す断面図である。
【００４３】
図４に示すように、乾燥ユニット２１の密閉部２３の下部（ステージ１５と接する部分）に弾性体で構成されたＯリング４０を備えている。乾燥ユニット２１を矢印方向に下降させ、ステージ１５に接触させた場合、Ｏリング４０が変形してステージ１５のセラミックグリーンシート１１が載置されている側の面と密着する。これにより、乾燥ユニット２１の内部の空間を確実に気密にすることができ、効果的に加熱減圧することが可能となる。
【００４４】
また、インク１６の成分によっては、乾燥時に可燃性ガスが発生するおそれもある。したがって、防爆性を高めるためには、赤外線ヒータ２２が可燃性ガスに接触しないようにすることが好ましい。
【００４５】
そこで、本実施の形態では、赤外線ヒータ２２を、乾燥ユニット２１の密閉部２３の外面側に配置している。図５は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の赤外線ヒータ２２の配置を模式的に示す断面図である。
【００４６】
図５に示すように、赤外線ヒータ２２は、乾燥ユニット２１の密閉部２３の外面側に配置されている。赤外線を効率的にステージ１５上に載置されたセラミックグリーンシート１１に照射することができるように、赤外線ヒータ２２を配置している部分だけは、赤外線透過率の高い材料、例えば石英ガラス５０で隔離することが望ましい。
【００４７】
なお、赤外線ヒータ２２が乾燥ユニット２１の内部の空間と隔離さえできれば、乾燥ユニット２１の密閉部２３の内面側に赤外線ヒータ２２を配置しても良い。図６は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の赤外線ヒータ２２の他の配置を模式的に示す断面図である。
【００４８】
図６に示すように、赤外線ヒータ２２は、乾燥ユニット２１の密閉部２３の内面側に配置されており、赤外線ヒータ２２は、赤外線透過率の高い材料、例えば石英ガラス５０で乾燥ユニット２１の内部の空間と隔離されている。このようにすることで、より効率的にセラミックグリーンシート１１に印刷されたインク１６を乾燥することが可能となる。
【００４９】
その他、上述した実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることは言うまでもない。上述した実施の形態では、被印刷物としてセラミックグリーンシート１１に対して適用した場合について説明しているが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂等からなる樹脂基板、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等からなる樹脂フィルム、アルミナ等からなるセラミック基板等、種々の被印刷物に対して適用することができる。また、上述した実施の形態では、印刷ユニットとしてインクジェット装置を用いる場合について説明しているが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、例えばディスペンサ、マイクロピペット等のインクジェット装置以外の非接触型印刷装置、スクリーン印刷、スタンプ装置等の接触型印刷装置等、種々の印刷装置を用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１  セラミックグリーンシート(被印刷物)
１６  インク
１５  ステージ
１７  印刷ユニット
２０  入替機構
２１  乾燥ユニット
２２  赤外線ヒータ（ヒータ）
２３  密閉部
２４  パイプ部
５０  石英ガラス
【図１】
2014116535.tif 000003
【図２】
2014116535.tif 000004
【図３】
2014116535.tif 000005
【図４】
2014116535.tif 000006
【図５】
2014116535.tif 000007
【図６】
2014116535.tif 000008
【図７】
2014116535.tif 000009
【図８】
2014116535.tif 000010