(57)【要約】  本発明の基材保持装置（１）は、基材（Ｇ）が載置される保持面（２１Ａ）を有する台座（２）と、基材（Ｇ）を保持面（２１Ａ）上の所定の保持位置に位置決めするよう構成された位置決めユニット（３）と、所定の保持位置に位置決めされた基材（Ｇ）を台座（２）に吸着するよう構成された吸着ユニット（４）とを備え、位置決めユニット（３）は、基材（Ｇ）を台座（２）に押圧するよう構成された第１の押圧ユニット（３１）と、台座（２）に設けられ、基材（Ｇ）の外縁の一部に接触するよう構成された外縁接触部材（３２）と、基材（Ｇ）の外縁を押圧して、基材（Ｇ）を外縁接触部材（３２）に接触させるよう構成された第２の押圧ユニット（３４）とを備えている。
2020153497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の基材を保持する基材保持装置であって、
前記基材が載置される保持面を有する台座と、
前記基材を前記保持面上の所定の保持位置に位置決めするよう構成された位置決めユニットと、
前記所定の保持位置に位置決めされた基材を前記台座に吸着するよう構成された吸着ユニットとを備え、
前記位置決めユニットは、
前記基材を前記台座に押圧するよう構成された第１の押圧ユニットと、
前記台座に設けられ、前記基材の外縁の一部に接触するよう構成された外縁接触部材と、
前記基材の外縁を押圧して、前記基材を前記外縁接触部材に接触させるよう構成された第２の押圧ユニットとを備えている、基材保持装置。
【請求項２】
前記第１の押圧ユニットは、前記基材の主面に接触するよう構成された複数の主面接触部材を備えている、請求項１に記載の基材保持装置。
【請求項３】
前記第１の押圧ユニットは、前記複数の主面接触部材を独立的に前記台座から進退させるよう構成された進退制御ユニットをさらに備えている、請求項２に記載の基材保持装置。
【請求項４】
前記主面接触部材は球体である、請求項２または３に記載の基材保持装置。
【請求項５】
前記第１の押圧ユニットは、前記球体を回転可能に保持するよう構成された球体保持ユニットをさらに備えている、請求項４に記載の基材保持装置。
【請求項６】
前記位置決めユニットは、前記基材と前記台座との摩擦力を低減する摩擦力低減ユニットをさらに備えている、請求項１から５のいずれか一項に記載の基材保持装置。
【請求項７】
前記外縁接触部材は、前記保持面からの高さが前記基材の厚さ以下に設定されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の基材保持装置。
【請求項８】
前記保持面が曲面を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の基材保持装置。
【請求項９】
前記保持面が平面である、請求項１から７のいずれか一項に記載の基材保持装置。
【請求項１０】
前記保持面に載置された基材を加温するよう構成された加温ユニットをさらに有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の基材保持装置。
【請求項１１】
曲面を有する板状の基材に所定のパターンを印刷する曲面スクリーン印刷装置であって、
請求項７に記載の基材保持装置と、
スクリーン版と、
前記スクリーン版の上方に配置され、前記スクリーン版を介して前記基材保持装置で保持された前記基材にインクを塗布するよう構成されたスキージと、
前記基材保持装置の前記台座と前記スクリーン版と前記スキージとを相対移動させることで、前記基材に前記所定のパターンを印刷するよう構成された印刷制御ユニットとを備えている曲面スクリーン印刷装置。
【請求項１２】
板状の基材を保持する基材保持方法であって、
前記基材を台座の保持面に載置し、
前記基材を前記台座に押圧し、
前記台座に押圧された前記基材の外縁を押圧して、当該基材の外縁の一部に接触する外縁接触部材に接触させることで、前記基材を前記保持面上の所定の保持位置に位置決めし、
前記台座に押圧され、かつ、前記所定の保持位置に位置決めされた前記基材を前記台座に吸着する、基材保持方法。
【請求項１３】
前記基材の外縁を押圧するときには、第１の押圧力で前記基材を前記台座に押圧し、
前記基材を前記保持面に吸着するときには、前記第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力で前記基材を前記台座に押圧する、請求項１２に記載の基材保持方法。
【請求項１４】
前記保持面が曲面を有する、請求項１２または１３に記載の基材保持方法。
【請求項１５】
前記保持面が平面である、請求項１２または１３に記載の基材保持方法。
【請求項１６】
前記基材が曲面を有する、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の基材保持方法。
【請求項１７】
前記基材が平板である、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の基材保持方法。
【請求項１８】
前記保持面に載置した基材を加温する、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の基材保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材保持装置、基材保持方法、および、基材保持装置を備える曲面スクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、曲面を有する基材に印刷を施す、曲面スクリーン印刷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の曲面スクリーン印刷装置は、基材を保持する台座とスクリーン版とスキージとを印刷方向に相対移動させるとともに、台座を印刷方向に直交する回転軸を中心にして回転させることで、基材の印刷を行う。この曲面スクリーン印刷装置の台座の表面には、基材と同一形状の溝と、台座を貫通する複数の孔とが設けられている。
台座の溝内に基材が載置されて位置決めされると、吸引装置が複数の孔を介して外部空気を吸引する。この吸引によって、基材が台座に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０８６１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような構成では、基材の曲げのばらつきによって、基材の端部が台座の表面から浮いてしまうと、基材が溝の内縁に接触せずに位置決めを行うことができないおそれがある。また、基材の端部が台座から浮いてしまうと、基材の吸着不良が発生するおそれがある。
基材の位置決めを、位置決めピンと、基材の外縁を位置決めピンの方向に押圧する手段とで構成することも考えられるが、曲げの状態がばらつくと、上述のような位置決めや吸着が適切に行えないという課題が生じうることに変わりはない。
また、曲面を有しない平板を目標として作製された基材であっても、端部等少なくとも一部に反りが生じる可能性がある。そのような基材を平面状の台座へ固定する場合も、同様の課題が生じうる。
また、平板状の基材を曲面を有する台座へ固定する際にも、同様の課題が生じうる。【０００５】
本発明の目的は、板状の基材を適切に位置決めして保持できる基材保持装置、基材保持方法、および、基材保持装置を備える曲面スクリーン印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の基材保持装置は、板状の基材を保持する基材保持装置であって、前記基材が載置される保持面を有する台座と、前記基材を前記保持面上の所定の保持位置に位置決めするよう構成された位置決めユニットと、前記所定の保持位置に位置決めされた基材を前記台座に吸着するよう構成された吸着ユニットとを備え、前記位置決めユニットは、前記基材を前記台座に押圧するよう構成された第１の押圧ユニットと、前記台座に設けられ、前記基材の外縁の一部に接触するよう構成された外縁接触部材と、前記基材の外縁を押圧して、前記基材を前記外縁接触部材に接触させるよう構成された第２の押圧ユニットとを備えている。【０００７】
本態様によれば、基材の曲げのばらつき等によって、台座への載置時に基材の一部が浮いてしまっていても、当該基材を台座に押圧して、浮いた部分を台座に近づけつつ、基材を外縁接触部材に押圧できる。このため、基材の外縁が外縁接触部材に確実に接触し、所定の保持位置に位置決めできる。さらに、この所定の保持位置に位置決めされた基材を、台座に押圧しつつ吸着することで、吸着不良を抑制できる。
【０００８】
上記基材保持装置において、前記第１の押圧ユニットは、前記基材の主面に接触するよう構成された複数の主面接触部材を備えていることが好ましい。
この態様では、第１の押圧ユニットと基材との接触面積を減らせるため、第２の押圧ユニットで基材を押圧するときの摩擦力を低減できる。【０００９】
上記基材保持装置において、前記第１の押圧ユニットは、前記複数の主面接触部材を独立的に前記台座から進退させるよう構成された進退制御ユニットをさらに備えていることが好ましい。
この態様では、様々な形状の基材に対して、適切な力で押圧できる。また、第２の押圧ユニットで基材を押圧するときに、主面接触部材を基材の形状に追従させることで、安定した力で基材を押圧できる。【００１０】
上記基材保持装置において、前記主面接触部材は、球体であることが好ましい。
この態様では、球体を基材に点接触させることで、両者の接触面積を最小限に抑えられ、第２の押圧ユニットで基材を押圧するときの摩擦力を低減できる。【００１１】
上記基材保持装置において、前記第１の押圧ユニットは、前記球体を回転可能に保持するよう構成された球体保持ユニットをさらに備えていることが好ましい。
この態様では、第２の押圧ユニットで基材を押圧するときに、基材に接触している球体を回転させることで、基材と球体との摩擦力をより低減でき、基材の位置決めをスムーズに行える。その上、基材の傷付きや破損を抑制できる。【００１２】
上記基材保持装置において、前記位置決めユニットは、前記基材と前記台座との摩擦力を低減するよう構成された摩擦力低減ユニットをさらに備えていることが好ましい。
この態様では、基材と台座との摩擦力を低減することで、第２の押圧ユニットによる押圧をスムーズに行える。【００１３】
上記基材保持装置において、前記外縁接触部材は、前記台座における前記基材の保持面からの高さが前記基材の厚さ以下に設定されていることが好ましい。
この態様では、基材保持装置を曲面スクリーン印刷装置に適用した場合、印刷時にスクリーン版を基材に接触させても、外縁接触部材の先端が基材の被印刷面から突出しないため、外縁接触部材との接触によるスクリーン版の破損を抑制できる。よって、後工程に影響を及ぼすことがない基材保持装置を提供できる。【００１４】
上記基材保持装置において、前記保持面が曲面を有していてもよい。
この態様の基材保持装置は、曲面を有する基材を適切に位置決めして保持できる。
また、この態様の基材保持装置は、基材を台座に押し曲げて保持することで、平板状の基材を台座の保持面に沿う形状に維持したまま、外縁接触部材に押圧できる。このため、基材の外縁が外縁接触部材に確実に接触し、所定の保持位置に位置決めできる。さらに、この所定の保持位置に位置決めされた基材を、台座に押圧しつつ吸着することで、吸着不良を抑制できる。よって、本態様の基材保持装置は、平板状の基材を曲げて保持する場合にも適切に位置決めして保持できる。【００１５】
また、上記基材保持装置において、前記保持面が平面であってもよい。
この態様の基材保持装置は、曲面を有しない平板を目標として作製された基材であっても、端部等少なくとも一部に反りが生じる可能性がある基材を、適切に位置決めして保持できる。【００１６】
上記基材保持装置は、前記保持面に載置された基材を加温するよう構成された加温ユニットをさらに有していてもよい。
この態様の基材保持装置は、基材を押し曲げた状態で加熱することで、基材を台座の保持面に沿う形状に固定することができる。加熱温度は例えば室温以上、ガラスの軟化点以下の温度に制御される（例えば２５℃〜５００℃）。【００１７】
本発明の一態様の曲面スクリーン印刷装置は、曲面を有する板状の基材に所定のパターンを印刷する曲面スクリーン印刷装置であって、上述の基材保持装置と、スクリーン版と、前記スクリーン版の上方に配置され、前記スクリーン版を介して前記基材保持装置で保持された前記基材にインクを塗布するよう構成されたスキージと、前記基材保持装置の前記台座と前記スクリーン版と前記スキージとを相対移動させることで、前記基材に前記所定のパターンを印刷するよう構成された印刷制御ユニットとを備えている。
本態様によれば、適切に位置決めされた基材に対して印刷を行えるため、印刷品質を向上できる。【００１８】
本発明の一態様の基材保持方法は、板状の基材を保持する基材保持方法であって、前記基材を台座の保持面に載置し、前記基材を前記台座に押圧し、前記台座に押圧された前記基材の外縁を押圧して、当該基材の外縁の一部に接触する外縁接触部材に接触させることで、前記基材を前記保持面上の所定の保持位置に位置決めし、前記台座に押圧され、かつ、前記所定の保持位置に位置決めされた前記基材を前記台座に吸着する。
本態様によれば、基材を適切に位置決めして保持できる。【００１９】
上記基材保持方法において、前記基材の外縁を押圧するときには、第１の押圧力で前記基材を前記台座に押圧し、前記基材を前記台座に吸着するときには、前記第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力で前記基材を前記台座に押圧することが好ましい。
この態様では、位置決め時に、第２の押圧力よりも小さい第１の押圧力で、基材を台座に押圧することで、基材の外縁接触部材への接触をスムーズに行える。吸着時に、第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力で、基材を台座に押圧することで、基材の吸着をスムーズに行える。【００２０】
上記基材保持方法において、前記保持面が曲面を有していてもよく、前記保持面が平面であってもよい。【００２１】
上記基材保持方法において、前記基材が曲面を有していてもよく、前記基材が平板であってもよい。【００２２】
上記基材保持方法において、前記保持面に載置した基材を加温してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る基材保持装置の概略構成を示す断面模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る基材保持装置の概略構成を示す平面模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、上記基材保持装置を用いた基材保持方法の動作説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、上記基材保持装置を用いた基材保持方法の動作説明図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、上記基材保持装置を用いた基材保持方法の動作説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２Ａ〜図２Ｃに続く基材保持方法の動作説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに続く基材保持方法の動作説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは前記基材保持装置を備えた曲面スクリーン印刷装置の模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは曲面スクリーン印刷装置を用いた印刷方法の動作説明図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは曲面スクリーン印刷装置を用いた印刷方法の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について説明する。なお、各構成の配置位置を説明するときには、図１ＡのＸＹＺ軸を基準にして方向を定義し、＋Ｘ方向を右、−Ｘ方向を左、＋Ｙ方向を前、−Ｙ方向を後ろ、＋Ｚ方向を上、−Ｚ方向を下と表現する。
【００２５】
〔基材保持装置の構成〕
基材保持装置１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、曲面を有する板状の基材Ｇを保持する。
基材Ｇとしては、ガラスや、セラミクス、樹脂、木材、金属などの板が挙げられる。ガラスとしては、無色透明の非晶質ガラスの他、結晶化ガラスや色ガラスなどが挙げられる。基材Ｇの平面形状は、特に限定されず、多角形、円形、楕円形、その他のいかなる形状であってもよい。
曲面とは、曲率半径が５０００ｍｍ以下の面を意味する。基材Ｇに設けられる曲面としては、一方の主面側が他方の主面側に突出する凸面のみで構成されてもよいし、凸面に加えて、逆方向に突出する凹面を含んで構成されてもよいし、凸面及び凹面が複数あってもよい。さらには、凸面又は凹面のみの場合、曲率が異なる部分が存在してもよい。また、平坦部分と屈曲部分が両方存在していてもよいし、ねじれを伴った屈曲部が存在してもよい。
本実施形態の基材Ｇは、平面視で長方形に形成されており、その長辺方向の中心を中心にして一方向に曲がっている。
基材保持装置１は、台座２と、位置決めユニット３と、吸着ユニット４と、基材保持装置１全体を制御する図示しない制御ユニットとを備えている。
【００２６】
台座２には、基材Ｇが載置される。台座２の表面２１は、基材Ｇの平面形状よりも大きく形成されている。表面２１の一部は、基材Ｇの目標曲げ形状と同じ形状を有する保持面２１Ａを構成している。本実施形態では、保持面２１Ａは、凸状に形成されている。
台座２の裏面には、プレート２０が固定されている。台座２とプレート２０との間には、凹部空間２２が設けられている。台座２には、保持面２１Ａの上方の空間と凹部空間２２とを連通する複数の孔２３が設けられている。
【００２７】
位置決めユニット３は、基材Ｇを台座２上の所定の保持位置に位置決めする。位置決めユニット３は、第１の押圧ユニット３１と、外縁接触部材３２と、摩擦力低減ユニット３３と、第２の押圧ユニット３４とを備えている。
【００２８】
第１の押圧ユニット３１は、基材Ｇを台座２に押圧する。第１の押圧ユニット３１は、７個の主面押圧機構３１１と、当該７個の主面押圧機構３１１を基材Ｇに対して昇降させる昇降ユニット３１２とを備えている。
主面押圧機構３１１は、進退制御ユニットとしての空圧式または油圧式のシリンダ３１３と、シリンダ３１３の出力軸３１３Ａに固定された球体保持ユニット３１４と、球体保持ユニット３１４に回転可能に保持された主面接触部材としての球体３１５とを備えている。
昇降ユニット３１２は、７個の主面押圧機構３１１を台座２の上方で保持する保持体３１６と、保持体３１６を昇降させる昇降駆動機構３１７とを備えている。
保持体３１６は、３個の主面押圧機構３１１を、台座２上の基材Ｇの短辺方向の中央において、長辺方向に等間隔に並ぶように保持する。保持体３１６は、上記３個の主面押圧機構３１１のうちの１個を、基材Ｇの中心に位置するように保持する。保持体３１６は、他の２個の主面押圧機構３１１を、基材Ｇの短辺方向の中央よりも一方の長辺側において、長辺方向に等間隔に並び、かつ、長辺方向の位置が上記３個の主面押圧機構３１１における互いに隣り合う主面押圧機構３１１の間となるように保持する。保持体３１６は、残りの２個の主面押圧機構３１１を、基材Ｇの中心を通りかつ長辺と平行な仮想線に対して、上記他の２個の主面押圧機構３１１と線対称の位置で保持する。
【００２９】
外縁接触部材３２は、基材Ｇの外縁の一部に接触する。外縁接触部材３２は、いわゆる位置決めピンであり、円柱状に形成されている。外縁接触部材３２は、台座２の表面２１における保持面２１Ａの外側から突出するように設けられている。３個の外縁接触部材３２は、それぞれ、基材Ｇの左側の短辺中央、基材Ｇの下側の長辺中央よりも左端側、前記下側の長辺中央よりも右端側の位置に接触するように設けられている。外縁接触部材３２の保持面２１Ａからの高さは、基材Ｇの厚さ以下に設定されている。
【００３０】
摩擦力低減ユニット３３は、基材Ｇに台座２から離間する方向への離間力を付与することで、基材Ｇと台座２との摩擦力を低減する。摩擦力低減ユニット３３は、台座２に設けられた凹部空間２２および孔２３と、凹部空間２２に気体を供給する気体供給ユニット３３１とによって構成されている。
【００３１】
第２の押圧ユニット３４は、台座２上の基材Ｇの外縁を押圧して、３個の外縁接触部材３２に接触させることで、基材Ｇの回転を規制しつつ、保持面２１Ａ上の保持位置に位置決めする。第２の押圧ユニット３４は、３個の外縁押圧機構３４１を備えている。３個の外縁押圧機構３４１は、基材Ｇに対して３個の外縁接触部材３２と反対側の位置を押圧するように、保持体３１６で保持されている。外縁押圧機構３４１は、垂直シリンダ３４２と、垂直シリンダ３４２の出力軸３４２Ａに固定された水平シリンダ３４３と、水平シリンダ３４３の出力軸３４３Ａに固定された四角柱状の押圧部材３４４とを備えている。
【００３２】
吸着ユニット４は、台座２に基材Ｇを吸着する。吸着ユニット４は、台座２に設けられた凹部空間２２および孔２３と、凹部空間２２を排気する気体排気ユニット４１とによって構成されている。
【００３３】
〔基材保持方法〕
次に、上記基材保持装置１を用いた基材保持方法について説明する。
まず、図１Ａに示すように、第１の押圧ユニット３１および第２の押圧ユニット３４が台座２から上方に離間している初期状態において、作業者または図示しない搬送手段が基材Ｇを台座２上に載置する。このとき、基材Ｇの曲率が設計通りであれば、図２Ａに示すように、基材Ｇが全面にわたって台座２の保持面２１Ａに接触する。しかし、基材Ｇの曲率が設計からずれている場合、図２Ｂに示すように、端部が保持面２１Ａから浮いたり、図２Ｃに示すように、中央が保持面２１Ａから浮いたりする。
【００３４】
次に、制御ユニットは、昇降駆動機構３１７を駆動して保持体３１６を下降させ、図３Ａに示すように、第１の押圧ユニット３１の全ての球体３１５で基材Ｇを押圧する。そして、制御ユニットは、基材Ｇのほぼ全面が保持面２１Ａに接触したタイミング、あるいは、基材Ｇの外縁の下端が、当該下端に対向する外縁接触部材３２の上端よりも下方に位置したタイミングで、保持体３１６の下降を停止させることによって、後述する第２の押圧力よりも小さい第１の押圧力で基材Ｇを押圧する。
このとき、図１Ａに示すように、全ての球体３１５の高さ位置を同じにした状態で保持体３１６を下降させ、球体３１５が基材Ｇの上面Ｇ１に接触した後に、当該上面Ｇ１の形状に合わせてシリンダ３１３の出力軸３１３Ａを伸縮させてもよい。あるいは、あらかじめ全ての球体３１５の高さ位置を上面Ｇ１の形状に合わせて出力軸３１３Ａを伸縮させた状態で、保持体３１６を下降させてもよい。
【００３５】
この後、制御ユニットは、第１の押圧ユニット３１での押圧状態を維持したまま、摩擦力低減ユニット３３の気体供給ユニット３３１を駆動し、凹部空間２２を介して孔２３に気体を供給することで、基材Ｇに離間力を付与する。この離間力の付与によって、基材Ｇと台座２との摩擦力が低減する。
次に、制御ユニットは、第１の押圧ユニット３１での押圧状態および摩擦力低減ユニット３３での離間力の付与状態を維持したまま、全ての第２の押圧ユニット３４の垂直シリンダ３４２を駆動して水平シリンダ３４３を下降させる。その後、制御ユニットは、水平シリンダ３４３を駆動して、図３Ｂに示すように、押圧部材３４４の先端で基材Ｇを外縁接触部材３２に押圧し、全ての外縁接触部材３２に基材Ｇが接触して位置決めが終了したタイミングで、出力軸３４３Ａの駆動を停止する。
この押圧部材３４４による基材Ｇの押圧時に、基材Ｇの上面Ｇ１と接触している球体３１５は、シリンダ３１３の出力軸３１３Ａの伸縮によって、上面Ｇ１の形状に追従しながら回転する。
【００３６】
次に、制御ユニットは、第１の押圧ユニット３１および第２の押圧ユニット３４での押圧状態を維持したまま、気体供給ユニット３３１の駆動を停止する。制御ユニットは、保持体３１６を下降させることと、シリンダ３１３の出力軸３１３Ａを伸ばすこととのうち少なくとも一方を行うことによって、第１の押圧ユニット３１による押圧力を第１の押圧力よりも大きい第２の押圧力に調整する。
その後、制御ユニットは、吸着ユニット４の気体排気ユニット４１を駆動し、孔２３および凹部空間２２内の気体を排気することで、基材Ｇを台座２に吸着する。
以上の工程によって、基材Ｇは、台座２の保持面２１Ａの保持位置に位置決めされ、かつ、外縁接触部材３２の先端が当該基材Ｇから突出しない状態で、当該台座２に保持される。
【００３７】
次に、制御ユニットは、水平シリンダ３４３を制御して、押圧部材３４４を基材Ｇから離間させる。そして、制御ユニットは、垂直シリンダ３４２、シリンダ３１３および昇降駆動機構３１７を制御して、第１の押圧ユニット３１および第２の押圧ユニット３４を図１Ａに示す初期状態に復帰させる。
この後、基材Ｇは、台座２に吸着されたまま、印刷、接着剤塗布またはコーティングなどの処理が施される。
【００３８】
〔基材保持装置、基材保持方法の作用効果〕
上述した基材保持装置１によれば、第１の押圧ユニット３１で基材Ｇを台座２に押圧しつつ、第２の押圧ユニット３４で基材Ｇを外縁接触部材３２に押圧するため、台座２への載置時に外縁が浮き上がっていた基材Ｇであっても、当該基材Ｇが全ての外縁接触部材３２に確実に接触して、保持位置に位置決めされる。さらに、この基材Ｇを第１の押圧ユニット３１で押圧しつつ台座２に吸着することで、吸着不良を抑制できる。
【００３９】
第１の押圧ユニット３１の基材Ｇに接触する部材を、複数の球体３１５で構成しているため、当該球体３１５と基材Ｇとの接触面積を減らせ、第２の押圧ユニット３４で基材Ｇを押圧するときの摩擦力を低減できる。
球体３１５を球体保持ユニット３１４で回転可能に保持しているため、基材Ｇの位置決めをスムーズに行える上、基材Ｇの傷付きや破損を抑制できる。
シリンダ３１３の出力軸３１３Ａの伸縮によって、球体３１５を上面Ｇ１の形状に追従しながら回転させるため、安定した力で基材Ｇを押圧できる。
【００４０】
第２の押圧ユニット３４で基材Ｇを押圧するときに、基材Ｇに離間力を付与して台座２との摩擦力を低減することで、第２の押圧ユニット３４の押圧をスムーズに行える。
【００４１】
位置決め時に基材Ｇを台座２に押圧する力を、吸着時よりも小さくしているため、第２の押圧ユニット３４の押圧による基材Ｇのスムーズな移動と、基材Ｇの台座２へのスムーズな吸着とを両立できる。
【００４２】
［第二実施形態］
以下、本発明の第二実施形態について説明する。なお、上記第一実施形態と同様の部分は、説明を適宜省略または簡略化する。
【００４３】
〔基材保持装置の構成〕
本実施形態の基材保持装置は、曲面を有する保持面に平板状の基材Ｇを保持する。すなわち、平板状の基材Ｇを押し曲げて、曲面を有する保持面に沿う形状に固定し保持する。
ここで平板状の基材とは、少なくとも台座の保持面に接する面が平面である基材を意味する。平面とは、曲率半径が５０００ｍｍ超の面を意味する。基材Ｇの種類や基材保持装置の構成は、第一実施形態と同様である。
【００４４】
〔基材保持装置、基材保持方法の作用効果〕
上記基材保持装置の、曲面を有する保持面に平板状の基材Ｇを載置した場合、基材Ｇは自重により多少たわむかもしれないが、例えば図２Ｂに示すように、端部が保持面２１Ａから浮く可能性がある。本実施形態の基材保持装置を用いて第一実施形態と同様の基材保持方法を実施することで、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
〔基材保持装置、基材保持方法の変形例〕
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
【００４６】
例えば、主面押圧機構３１１を１個以上６個以下、あるいは、８個以上設けてもよく、基材Ｇの台座２から浮いている部分を押圧できる位置に配置してもよい。
主面接触部材として、球体３１５に代えてまたは併用して、ローラを適用してその円筒部分を基材Ｇに線接触させてもよいし、円柱状や多角柱状の部材を適用してもよい。円柱状や多角柱状の部材を適用する場合、基材Ｇに接触させる面を平面状にしてもよいし、基材Ｇの曲面と同じ形状にしてもよい。
主面押圧機構３１１に進退制御ユニットを設けずに、保持体３１６に球体保持ユニット３１４を保持させてもよく、この場合、球体保持ユニット３１４が球体３１５を回転不能に保持してもよい。さらに球体保持ユニット３１４を設けずに、保持体３１６に球体３１５（主面接触部材）を保持させてもよい。
【００４７】
外縁接触部材３２を４個以上設けてもよい。
外縁接触部材として、円柱状の外縁接触部材３２に代えてまたは併用して、多角柱状の部材を適用してもよい。多角柱状の部材を適用する場合、基材Ｇに点接触するように設けてもよいし、線接触するように設けてもよい。線接触するように設ける場合、基材Ｇの回転を規制できれば、２個の外縁接触部材を基材Ｇの長辺および短辺にそれぞれ線接触するように設けてもよい。
基材Ｇの回転を規制できれば、例えば平面視でＬ字状の１個の外縁接触部材を基材Ｇの角部に線接触するように設けてもよい。
外縁接触部材３２の保持面２１Ａからの高さを、基材Ｇの厚さを超える高さに設定してもよい。
【００４８】
摩擦力低減ユニットとして、離間力を付与する構成に代えてまたは併用して、保持面２１Ａにローラを設け、当該ローラの回転によって基材Ｇを移動させてもよい。
気体供給ユニット３３１が気体を供給する孔を、吸着ユニット４の気体排気ユニット４１が気体を排気する孔とは別に設けてもよい。
摩擦力低減ユニットを設けなくてもよい。
【００４９】
外縁押圧機構３４１を４個以上設けてもよい。外縁押圧機構３４１は外縁接触部材とで基材Ｇの回転を規制できれば、基材Ｇに対して外縁接触部材と反対側の位置以外の位置を押圧するように設けてもよい。また、外縁押圧機構３４１は１個あるいは２個だけ設けてもよい。
押圧部材として、四角柱状の押圧部材３４４に代えてまたは併用して、円柱状や四角以外の多角柱状の部材を適用してもよい。
外縁押圧機構３４１に、垂直シリンダ３４２を設けずに、保持体３１６に水平シリンダ３４３を保持させてもよい。
外縁押圧機構３４１を保持体３１６とは別の部材に保持させてもよい。
【００５０】
位置決め時に基材Ｇを台座２に押圧する力を、上記実施形態では吸着時よりも小さくしたが、大きくしてもよいし、同じにしてもよい。
【００５１】
基材保持装置１で保持された基材Ｇに対して、印刷、接着剤塗布およびコーティング以外に、研削、研磨などの加工や、フィルム貼合、マスキングなどの処理を施したり、寸法測定を行ってもよい。
【００５２】
また、上記実施形態の基材保持装置及び基材保持方法は、台座の保持面が曲面を有するが、それに限定されない。たとえば、曲面を有しない平板を目標として作製された基板であっても、端部等少なくとも一部に反りが生じる可能性がある。そのような基板を、保持面が平面である台座に固定する場合でも、本発明の基材保持装置及び基材保持方法は、上記実施形態で説明した効果を達成することができる。また、曲面を有する基板を、保持面が平面である台座に固定する場合でも、本発明の基材保持装置及び基材保持方法は、上記実施形態で説明した効果を達成することができる。すなわち、本発明の基材保持装置及び基材保持方法は、少なくとも一部に反りが生じる可能性のある平板状の基板を対象としてもよく、台座の保持面は平面であってもよい。
【００５３】
また、本発明の基材保持装置は、例えば台座の内部にヒーターユニットを備え、基材を加熱する構成を有しても良い。基材を押し曲げた状態で加熱することで、基材を台座の表面に沿う形状に固定することができる。加熱温度は室温以上、ガラスの軟化点以下の温度に制御される（例えば２５℃〜５００℃）。特に、平板状の基材を曲面を有する保持面に固定する場合に、本発明の基材保持装置はヒーターユニットを備えることが好ましい。
【００５４】
〔曲面スクリーン印刷装置の構成〕
曲面スクリーン印刷装置１０は、曲面を有する板状の基材Ｇに所定のパターンを印刷する。曲面スクリーン印刷装置１０は、図４Ａに示すように、基材保持装置１と、スクリーン版１１と、スキージ１２と、印刷制御ユニット１３とを備えている。
【００５５】
スクリーン版１１は、図４Ａにおける基材保持装置１の右側に設けられている。
スキージ１２は、スクリーン版１１の上方に配置されている。
印刷制御ユニット１３は、台座２とスクリーン版１１とスキージ１２とを相対移動させる。
【００５６】
〔曲面スクリーン印刷装置を用いた印刷方法〕
次に、上記曲面スクリーン印刷装置１０を用いた印刷方法について説明する。なお、台座２、スクリーン版１１およびスキージ１２の移動方向や動作順序などは、以下の内容に限定されず、基材Ｇに印刷できるいかなる移動方向や動作順序などを適用してもよい。
まず、上述の基材保持方法を用いて、基材保持装置１で基材Ｇを台座２の所定の保持位置に位置決めして保持する。
そして、印刷制御ユニット１３は、図４Ｂに示すように、台座２を移動させてスクリーン版１１の直下に位置させる。この台座２の移動の際、印刷制御ユニット１３は、図４Ｂにおける基材Ｇの右端が最もスクリーン版１１に近づくように、台座２を回転させる。
【００５７】
次に、印刷制御ユニット１３は、スクリーン版１１を下降させて基材Ｇに接近させた後、スキージ１２を下降させて、スクリーン版１１の下面を基材Ｇの上面Ｇ１に押し当てる。この後、印刷制御ユニット１３は、スクリーン版１１を固定したまま、図４Ｃに示す位置まで、スキージ１２を水平方向に移動させるとともに、このスキージ１２の移動に同期させて、台座２を左および下に移動させつつ、右回りに回転させる。このスキージ１２および台座２の動きによって、スキージ１２がインクをスクリーン版１１から押し出し、基材Ｇの印刷範囲全体に塗布する。
このとき、外縁接触部材３２の先端が基材Ｇの上面Ｇ１から突出していないため、印刷時において、スクリーン版１１と外縁接触部材３２とが接触しない。その結果、スクリーン版１１の破損を抑制できる。
その後、印刷制御ユニット１３は、台座２、スクリーン版１１およびスキージ１２を図４Ａに示す初期位置に復帰させる。
【００５８】
このような印刷方法では、基材保持装置１によって適切に位置決めされた基材Ｇに対して印刷を行うため、印刷品質を向上できる。
【００５９】
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１９年１月２４日出願の日本特許出願２０１９−０１０１８７に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１…基材保持装置、２…台座、３…位置決めユニット、４…吸着ユニット、１０…曲面スクリーン印刷装置、１１…スクリーン版、１２…スキージ、１３…印刷制御ユニット、３１…第１の押圧ユニット、３２…外縁接触部材、３３…摩擦力低減ユニット、３４…第２の押圧ユニット、３１３…シリンダ（進退制御ユニット）、３１４…球体保持ユニット、３１５…球体（主面接触部材）、Ｇ…基材。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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