JP2006321100A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータリスクリーン版を用いて印刷の生産性を確保しつつ、インキの経時劣化を抑制するとともに版孔の目詰まりを防止する。
【解決手段】 版孔が設けられた周面部１１２と両端に形成された閉塞部１１４とを有する円筒状のロータリスクリーン版１１０と、ロータリスクリーン版１１０の内部に設けられインキをロータリスクリーン版１１０の内面に塗布するスクレッパ１２０と、ロータリスクリーン版１１０の内部に設けられスクレッパ１２０により塗布されたインキを、版孔から押し出して被印刷物へ付着させるスキージ１３０と、を備え、スクレッパ１２０により塗布されたインキにより版孔がほぼ塞がれるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒状のロータリスクリーン版を用いて印刷する印刷装置及び印刷方法に関する。

従来から、金属、布、紙等にインキをスクリーン版の開口部から押し出して印刷するスクリーン印刷方式の印刷装置が用いられている。この種の印刷装置として、スクリーン版として円筒状に形成されたロータリスクリーン版を用い、このロータリスクリーン版の内部にスキージを配したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この印刷装置及び方法では、ロータリスクリーン版を回転させることにより連続的に印刷を行うことができ、平面状のスクリーン版を用いるものよりも生産性が向上する。

ところで、特許文献１に記載の印刷装置では、平面状のスクリーン版を用いた印刷装置のようにスクリーン版にインキをコートすることができず、インキを安定的に供給することができないという問題点がある。この問題点が解決されるものとして、インキを供給するドクターをロータリスクリーン版の内部に設置したものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特許文献２に記載の印刷装置では、スキージの回転方向前側にドクターが配されている。これにより、ドクターによりロータリスクリーン版の内面にインキを塗布した直後に、スキージによりインキが被印刷物側へ押し出されるようになっている。
特開平６−２９７６８２号公報 特開２００３−１９１４３４号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の印刷装置では、ロータリスクリーン版の内外が連通しているので、ロータリスクリーン版の内部へ外部から新鮮な空気が流入しやすく、溶剤の揮発等によりインキの粘度等が変化するなどして、インキが経時劣化して所期の印刷品質が得られないという課題がある。

また、特許文献２に記載の印刷装置では、スキージにより版孔からインキが押し出されてから、ロータリスクリーン版が約１回転した後に、ドクターによりインキが周面部に供給されることとなる。この間に、版孔に残存していたインキが乾燥して版孔に目詰まりが生じて、被印刷物に印刷を的確に行うことができないという課題もある。

本発明では、版孔が設けられた周面部と、両端に形成された閉塞部とを有する円筒状のロータリスクリーン版と、前記ロータリスクリーン版の内部に設けられ、インキを該ロータリスクリーン版の内面に塗布するスクレッパと、前記ロータリスクリーン版の内部に設けられ、前記スクレッパにより塗布されたインキを、前記版孔から押し出して被印刷物へ付着させるスキージと、を備え、前記スクレッパにより塗布された前記インキにより、前記版孔がほぼ塞がれるように構成されたことを特徴とする印刷装置が提供される。

また、本発明では、版孔が設けられた周面部と、両端に形成された閉塞部と、を有する円筒状のロータリスクリーン版を用いた印刷方法であって、インキを前記ロータリスクリーン版の内面に塗布して、前記ロータリスクリーン版の前記版孔をほぼ塞ぐ塗布工程と、前記塗布工程により前記ロータリスクリーン版に塗布されたインキを、前記版孔から押し出して被印刷物へ付着させる付着工程と、を有することを特徴とする印刷方法が提供される。

本発明によれば、スクレッパにより塗布されたインキにより版孔がほぼ塞がれるため、ロータリスクリーン版の内部がほぼ密閉され、内部の気密が保たれる。これにより、インキの空気との接触機会を減じて、インキの経時劣化を抑制することができる。

また、スキージにより版孔からインキが押し出された直後に、版孔を塞ぐべくスクレッパによりインキが塗布されるので、版孔にはインキが乾燥する間もなく新しいインキが供給されることとなる。これにより、インキが版孔内で乾燥することはなく、乾燥したインキにより版孔の目詰まりが生じることはない。

本発明によれば、インキにより版孔をほぼ塞ぐようにしたので、ロータリスクリーン版内のインキの経時劣化を抑制して、所期の印刷品質を維持することができる。

また、乾燥したインキによる版孔の目詰まりを防止することができ、被印刷物に印刷を的確に行うことができるし、ロータリスクリーン版の清掃等が容易となるなどメンテナンス面についても有利である。

図面を参照しつつ、本発明による印刷装置及び印刷方法の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態を示す印刷装置の正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。尚、図２においては、ロータリスクリーン版の内面へ塗布されたインキを省略して図示している。ロータリスクリーン版におけるインキの塗布状態については、図４及び図５の動作説明図を参照されたい。

図１に示すように、この印刷装置１００は、版孔（図示せず）が設けられた周面部１１２と、両端に形成された閉塞部１１４とを有する円筒状のロータリスクリーン版１１０を備えている。また、印刷装置１００は、ロータリスクリーン版１１０の内部に設けられたスクレッパ１２０及びスキージ１３０を備えている。スクレッパ１２０はインキ２００をロータリスクリーン版１１０の内面１１６に塗布し、スキージ１３０はスクレッパ１２０により塗布されたインキ２００を版孔から押し出して被印刷物３００へ付着させる（図２参照）。

本実施形態においては、被印刷物３００は半導体基板または回路基板であり、インキ２００として導電性ペーストが用いられバンプ電極または回路パターンが形成される。なお、導電性ペーストの主成分として、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、半田等を使うことができる。図２に示すように、被印刷物３００は、平坦な印刷テーブル４００に載置されており、印刷テーブル４００とロータリスクリーン版１１０により挟圧された状態で印刷される。印刷テーブル４００は、図示しない駆動機構により略水平方向へ移動する。

ロータリスクリーン版１１０は、周面部１１２と各閉塞部１１４とが互いに回動自在に構成される。本実施形態においては、図１に示すように、ロータリスクリーン版１１０は、周面部１１２と閉塞部１１４の間に介在する軸受１１８を有する。閉塞部１１４は装置外部の固定部（図示せず）に取り付けられ、周面部１１２は図示しない駆動機構の駆動により閉塞部１１４に対して印刷テーブル４００と同期して回転する（図２参照）。

スクレッパ１２０は、金属製の板状に形成され、図２に示すようにロータリスクリーン版１１０の周面部１１２と略直角となるよう配置される。スクレッパ１２０は、ロータリスクリーン版１１０の外周面と被印刷物３００の当接部分よりも回転方向側に位置する。スクレッパ１２０にはインキ供給管１４０からインキ２００が供給され、スクレッパ１２０の周面部１１２側の先端でインキ２００が周面部１１２の内面１１６に塗布される。すなわち、図２に示すように、スクレッパ１２０における周面部１１２の回転方向と反対側の面にインキ２００を供給することにより、スクレッパ１２０の回転方向と反対側の面にインキ２００が溜まり、周面部１１２が回転すると周面部１１２に均一に引き延ばすようにインキ２００が塗布される。このときに、版孔がインキ２００によりほぼ塞がれる

ここで、インキ供給管１４０は、ロータリスクリーン版１１０の内部を軸方向に延びる。本実施形態においては、図１に示すように、インキ供給管１４０は軸中心に配されており、スクレッパ１２０を支持するブラケット１２２が固定される。このブラケット１２２を伝って、インキ２００がスクレッパ１２０に供給される。

また、スキージ１３０は、樹脂製で板状に形成され、ロータリスクリーン版１１０の周面部１１２に対して斜めに配置される。なお、スキージ１３０は、金属製であってもよい。スキージ１３０はロータリスクリーン版１１０に対して接離するよう構成されており、スキージ１３０を周面部１１２側へ移動させると印刷可能となり、周面部１１２と反対側へ移動させると待機状態となる。

本実施形態においては、スキージ１３０とスクレッパ１２０は、互いにほぼ平行となっており、スクレッパ１２０がスキージ１３０のロータリスクリーン版１１０の回転方向側に隣接している。スキージ１３０はロータリスクリーン版１１０の外周面と被印刷物３００の当接部分に位置し、スキージ１３０の周面部１１２側の先端でインキ２００を版孔を通じて被印刷物３００へ押しつける。また、スキージ１３０は、ブラケット１３２によりインキ供給管１４０に支持される。なお、スキージ１３０とスクレッパ１２０は互いに平行でなくともよく、必要に応じてスキージ１３０の被印刷物３００に対する角度を自由に変更することができる。

図１に示すように、一方の閉塞部１１４には、外部からインキ供給管１４０及びガス導入管１５０が接続される。インキ供給管１４０は、一方（図１中左方）の閉塞部１１４を貫通し、前述のようにロータリスクリーン版１１０の内部を軸方向へ延びる。また、他方（図１中右側）の閉塞部１１４には、ロータリスクリーン版１１０の内部が気体を排出する排出口１５２が形成される。

図３は印刷装置の概略構成ブロック図である。
図３に示すように、インキ供給管１４０はインキ供給装置１４２に接続され、インキ供給装置１４２の駆動によりロータリスクリーン版１１０の内部へインキ２００が供給される。インキ供給装置１４２は、制御装置１６０に接続されており、制御装置１６０の指令に基づいて動作する。

図３に示すように、ガス導入管１５０は、ガス供給装置１５４に接続されており、ガス供給装置１５４から供給された不活性ガスをロータリスクリーン版１１０の内部へ導入する。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素等のガスが用いられる。ガス供給装置１５４は、制御装置１６０に接続されており、制御装置１６０の指令に基づいて動作する。

制御装置１６０はＣＰＵ１６２、ＲＯＭ１６４、ＲＡＭ１６６等を有し、スクレッパ１２０に貯留しているインキ２００を検出するセンサ１７０に接続される。ＣＰＵ１６２は、ＲＯＭ１６４に記憶されたソフトウェアを実行して、インキ供給装置１４２、ガス供給装置１５４、駆動装置（図示せず）等を総括的に制御する。

制御装置１６０は、センサ１７０により検出されたインキ２００の量に基づいてインキ供給装置１４２を制御する。本実施形態においては、センサ１７０は、スクレッパ１２０における所定箇所のインキ２００を検出する。インキ２００の検出箇所は、印刷に支障をきたさず、版孔を塞ぐのに十分な量が保証された箇所が好ましい。

制御装置１６０は、センサ１７０でインキ２００が検出されなくなると、インキ供給装置１４２を駆動してインキ２００をロータリスクリーン版１１０の内部へ供給する。尚、本実施形態においては、制御装置１６０は、センサ１７０でインキ２００が検出されている間はインキ供給装置１４２を停止状態のまま維持する。

また、制御装置１６０は、被印刷物３００の印刷を行っている間は、ガス供給装置１５４をガス流量を一定として定常的に駆動する。

以上のように構成された印刷装置１００を用いた印刷方法について図４及び図５を参照して説明する。
この印刷方法は、版孔が設けられた周面部１１２と両端に形成された閉塞部１１４とを有する円筒状のロータリスクリーン版１１０を用いた印刷方法であって、インキ２００をロータリスクリーン版１１０の内面に塗布して、ロータリスクリーン版１１０の版孔をインキ２００によってほぼ塞ぐ塗布工程と、この塗布工程によりロータリスクリーン版１１０に塗布されたインキ２００を、版孔から押し出して被印刷物３００へ付着させる付着工程と、を有する。

図４及び図５はロータリスクリーン版の内面へのインキの塗布状態を示す動作説明図である。
印刷を開始してロータリスクリーン版１１０を回転させつつインキ２００をスクレッパ１２０に供給すると、図４に示すようにスクレッパ１２０を起点としてロータリスクリーン版１１０の内面にインキ２００が塗布されていく。そして、ロータリスクリーン版１１０がほぼ１回転すると、図５に示すようにスクレッパ１２０により塗布されたインキ２００により版孔がほぼ塞がれるため、ロータリスクリーン版１１０の内部がほぼ密閉され、内部の気密が保たれる。

ここで、スクレッパ１２０とスキージ１３０が所定の間隔で離隔していることから、インキ２００によりロータリスクリーン版１１０の周面部１１２の全領域において完全に版孔を塞ぐことは困難であるが、周面部１１２の８０％以上９５％以下の領域において版孔をインキ２００によって塞ぐことが好ましい。発明者の検討結果によれば、周面部１１２の８０％以上９５％以下の領域において版孔をインキ２００によって塞ぐことによりほぼ気密を保つことができることがわかっている。従って、この構成により、インキ２００の空気との接触機会を減じて、インキ２００の経時劣化を抑制することができ、所期の印刷品質を維持することができる。

また、スキージ１３０により版孔からインキ２００が押し出された直後に、版孔を塞ぐべくスクレッパ１２０によりインキ２００が塗布されるので、版孔にはインキ２００が乾燥する間もなく新しいインキ２００が供給されることとなる。これにより、インキ２００が版孔内で乾燥することはなく、乾燥したインキ２００により版孔の目詰まりが生じることはない。従って、被印刷物３００に印刷を的確に行うことができるし、ロータリスクリーン版１１０の清掃等が容易となるなどメンテナンス面についても有利である。

さらに、本実施形態の印刷方法は、ロータリスクリーン版１１０の内部に不活性ガスを導入するガス導入工程を有する。制御装置１６０が被印刷物３００の印刷時にロータリスクリーン版１１０の内部に不活性ガスを導入するようにしたので、ロータリスクリーン版１１０の内部におけるインキ２００の空気との接触機会をさらに減じることができ、インキ２００の劣化のさらなる抑制を図ることができる。

特に、本実施形態においては、制御装置１６０がロータリスクリーン版１１０の内部に不活性ガスを定常的に導入し、ロータリスクリーン版１１０の内部の気体をロータリスクリーン版１１０の閉塞部１１４に設けられた排出口１５２を通じて定常的に排出する。すなわち、周面部１１２におけるスクレッパ１２０とスキージ１３０の間の版孔から空気が内部へ流入することはないし、内部の気体を排出口１５２から安定的に排出することで、内部の気圧が過度に上昇することもなく、実用に際して極めて有利である。また、本実施形態において、揮発性の比較的高い溶剤を用いたペーストをインクとして使用する場合には、流入流量及び排出流量を比較的小さくしてロータリスクリーン版１１０の内部の揮発ガス濃度を外気より高く保つことにより、ペースト中の溶剤の揮発すなわちペーストの劣化を抑えることができる。

さらに、本実施形態の印刷方法は、スクレッパ１２０のインキ２００の量を検出するインキ量検出工程と、インキ量検出工程により検出されたインキ２００の量に基づいて、インキ２００をロータリスクリーン版１１０の内部に供給するインキ供給工程と、を有する。本実施形態においては、印刷に支障をきたさず、版孔を塞ぐのに十分な量のインキ２００が存在するか否かがセンサ１７０により検出され、この量のインキ２００の有無に基づいてインキ２００の供給量が調整される。

これにより、スクレッパ１２０に貯留するインキ２００の量が少なくなって、版孔の閉塞状態が不十分になってロータリスクリーン版１１０の気密が保たれなくなったり、被印刷物３００の印刷状態が悪化することはない。また、過度にインキ２００がスクレッパ１２０側へ供給されることはなく、必要最小限のインキ２００をスクレッパ１２０に貯留することで、さらなるインキ２００の劣化防止を図ることができる。また、各部の故障、破損等によりインキ２００がスクレッパ１２０側に供給されない場合は、不具合を速やかに検知することができる。

また、半導体基板の回路パターンの形成にこの印刷装置１００を用いることにより、複雑なリソグラフィ工程が不要となって回路パターンの形成を比較的簡単に行うことができ、製造コストの低減を図ることができる。また、ロータリスクリーン印刷は基板にインキの厚さを一定に付着させる点で有利であるから、膜圧の均一さが要求される半導体基板の各種膜の形成に好適である。

尚、前記実施形態においては、半導体基板または回路基板に導電性ペーストを用いて回路パターンを印刷するものを示したが、例えば、半導体基板または回路基板にソルダーレジスト層を所定のパターンで印刷するものであってもよいし、金属板に点字パターンを印刷するものであってもよい。さらに、被印刷物として布、紙等を用い、これらの表面にインキとして塗料を塗布するものであってもよく、要はロータリスクリーン版を用いた印刷装置及び印刷方法であれば本発明を適用可能である。

また、前記実施形態においては、スクレッパ１２０として板状のものを示したが、例えば棒状に形成されたものを用いて塗布するようにしてもよい。

また、前記実施形態においては、スクレッパ１２０の所定箇所のインキ２００の有無を検出するものを示したが、例えば、インキ２００の量を段階的に検出したりするものであったり、インキ２００の量そのものを検出するものであってもよい。

さらに、前記実施形態においては、不活性ガスをロータリスクリーン版１１０の内部へ定常的に導入するものを示したが、所定時間おきに導入するようにしてもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示す印刷装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の印刷装置の概略構成ブロック図である。 ロータリスクリーン版の内面へのインキの塗布状態を示す動作説明図である。 ロータリスクリーン版の内面へのインキの塗布状態を示す動作説明図である。

符号の説明

１００ 印刷装置
１１０ ロータリスクリーン版
１１２ 周面部
１１４ 閉塞部
１１６ 内面
１１８ 軸受
１２０ スクレッパ
１２２ ブラケット
１３０ スキージ
１３２ ブラケット
１４０ インキ供給管
１４２ インキ供給装置
１５０ ガス導入管
１５２ 排出口
１５４ ガス供給装置
１６０ 制御装置
１７０ センサ
２００ インキ
３００ 被印刷物
４００ 印刷テーブル

Claims (13)

1. 版孔が設けられた周面部と、両端に形成された閉塞部とを有する円筒状のロータリスクリーン版と、
   前記ロータリスクリーン版の内部に設けられ、インキを該ロータリスクリーン版の内面に塗布するスクレッパと、
   前記ロータリスクリーン版の内部に設けられ、前記スクレッパにより塗布されたインキを、前記版孔から押し出して被印刷物へ付着させるスキージと、
   を備え、
   前記スクレッパにより塗布された前記インキにより、前記版孔がほぼ塞がれるように構成されたことを特徴とする印刷装置。
2. 前記スクレッパにより塗布された前記インキにより、前記ロータリスクリーン版の前記周面の８０％以上９５％以下の領域において、前記版孔が塞がれることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記スクレッパは、前記スキージの前記ロータリスクリーン版の回転方向側に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記ロータリスクリーン版に接続され、該ロータリスクリーン版の内部へ不活性ガスを導入するガス導入管をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷装置。
5. 前記ロータリスクリーン版の前記閉塞部に、内部の気体を排出する排出口が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
6. 前記スクレッパに前記インキを供給する供給部と、
   前記スクレッパ近傍における前記インキの量を検出するセンサと、
   をさらに備え、
   前記供給部は、前記センサにより検出された前記インキの量に基づいて前記インキを供給することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の印刷装置。
7. 前記インキが導電性ペーストであり、前記被印刷物が半導体基板または回路基板であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の印刷装置。
8. 版孔が設けられた周面部と、両端に形成された閉塞部と、を有する円筒状のロータリスクリーン版を用いた印刷方法であって、
   インキを前記ロータリスクリーン版の内面に塗布して、前記ロータリスクリーン版の前記版孔を前記インキによってほぼ塞ぐ塗布工程と、
   前記塗布工程により前記ロータリスクリーン版に塗布された前記インキを、前記版孔から押し出して被印刷物へ付着させる付着工程と、
   を有することを特徴とする印刷方法。
9. 前記塗布工程は、前記ロータリスクリーン版の前記周面部の８０％以上９５％以下の領域において前記版孔を前記インキによって塞ぐ工程であることを特徴とする請求項８に記載の印刷方法。
10. 前記ロータリスクリーン版の内部に不活性ガスを導入するガス導入工程をさらに有することを特徴とする請求項８または９に記載の印刷方法。
11. 前記ガス導入工程は、前記ロータリスクリーン版の内部に不活性ガスを定常的に導入して前記ロータリスクリーン版の内部の気体を前記ロータリスクリーン版の前記閉塞部に設けられた排出口を通じて定常的に排出する工程であることを特徴とする請求項１０に記載の印刷方法。
12. 前記塗布工程にて、スクレッパにより前記インキを前記ロータリスクリーン版の内面に塗布することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の印刷方法。
13. 前記スクレッパ近傍の前記インキの量を検出するインキ量検出工程と、
    前記インキ量検出工程により検出された前記インキの量に基づいて、前記インキを前記ロータリスクリーン版の内部に供給するインキ供給工程と、
    をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の印刷方法。

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