JP2013123916A - グラビア印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、グラビア印刷装置に関する。
【解決手段】本発明による装置は、印刷シートにパターン、整列マーク及び基準線を印刷するグラビアロ−ルと、グラビアロ−ル両端を支持して回転させる駆動部と、印刷シートを介してグラビアロ−ルに対向配置され、印刷シートを支持する支持ロ−ルと、支持ロ−ルの一側に形成され、整列マーク及び基準線を検知する検知手段と、検知手段により検知された整列マーク及び基準線の誤差に応じてグラビアロ−ルを制御する制御部と、を含む。各グラビアロ−ルに形成された基準線セルを用いて、印刷シートに印刷された基準線の認識率を高め、パターン印刷状態をリアルタイムで検知・補正するため、印刷シートの電極パターン重ね合わせ精度を高めることができる。また、印刷誤差補正のための微細移動が可能であり、適正な印刷圧力を維持でき、印刷品質及び均一度を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明はグラビア印刷装置に関し、より詳細には、印刷シートに電極パターンを連続して印刷することができるグラビア印刷装置に関する。

近年、電子製品及びその電子製品に係る電子部品において、小型化及び軽量化が非常に重要な技術要素として注目されている。そのため、基板の配線密度を高めるとともに、個別部品またはモジュールのサイズ及び重量を低減することが強く求められており、このような要求に応えるべく、新しい部品の製造技術が提示されている。

ＭＬＣＣ（Ｍｕｌｔｉ‐ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）などの積層型セラミック電子部品の製造過程において、内部電極は主にスクリーン印刷（Ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法により形成されている。

一方、最近は、性能向上及び原価低減を目的に、グラビア印刷法（Ｇｒａｖｕｒｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）が提案されている。ここで、グラビア印刷法は、ロール表面に形成された凹状のパターン部分に導電性ペーストを充填し、ロール表面から不要なペーストを除去した状態で凹状のパターン部分のインクを印圧によって被印刷物に転移させる凹版印刷方法の一つであり、既存のスクリーン印刷法に比べ印刷速度が数十倍以上速いため、生産性に優れるという長所がある。

このようなグラビア印刷法により電子部品用電極を印刷する場合、印刷面全体の均一性だけでなく、各パターンの内部の微視的な均一性が求められ、既存のスクリーン印刷より精密な制御が要求される。

特に、グラビア印刷法では、誘電体または導電体の印刷シートを連続して印刷する場合、多数のロール（ｒｏｌｌ）を経るうちに被印刷物である印刷シートに張力が加えられる。これにより、各印刷の張力が均一でない場合、電極パターンがずれる印刷誤差が発生するという問題点があった。

従来には、上記のような問題点を解決するために、印刷ずれが修正できるように、各層の印刷領域毎に多角形形状のマークを一つずつ印刷し、各層に印刷された整列マークをカメラで測定して画像処理（Ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）することにより重ね合わせ精度を調節する方法が提示されている。
しかし、このような技術は一般軟包装材料印刷、活字印刷物等に適用されている技術範疇のものであり、電子部品素子の如き高精密部品に対しては高精度装置及び高精細重ね合わせ技術が要求されている。

韓国特許出願公開第１０−２００４−００１１７８９号 韓国特許出願公開第１０−２００４−００７６２１２号 韓国特許出願公開第１０−２０１０−０１１０１１３号

上記のような問題点を解決するために提案された本発明は、連続して印刷する高速印刷装置において、電極パターンの重ね合わせ精度及び印刷解像度を高めることができるグラビア印刷装置を提供することをその目的とする。

本発明の他の目的は、電極パターンの誤差を減らし、適正な印刷圧力を維持することができるグラビア印刷装置を提供することにある。

上記の目的を果たすための本発明の実施形態によるグラビア印刷装置は、印刷シートにパターン、整列マーク及び基準線を印刷するグラビアロ−ルと、前記グラビアロ−ルの両端を支持して回転させる駆動部と、前記印刷シートを介して前記グラビアロ−ルに対向して配置され、前記印刷シートを支持する支持ロ−ルと、前記支持ロ−ルの一側に形成され、前記整列マーク及び基準線を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された整列マーク及び基準線の誤差に応じて前記グラビアロ−ルを制御する制御部と、を含む。

ここで、前記基準線は、ライン状であり、前記パターンが形成された領域を除いたダミー領域に形成されることができる。

また、前記グラビアロ−ルに、パターンセル、整列マークセル及び基準線セルが凹状に形成されることができる。

一方、前記整列マークは、一定間隔離隔されるように形成されることができる。

また、前記基準線は、一定間隔離隔されて平行に形成されることができる。

また、前記駆動部は非接触軸受で形成されることができる。

ここで、前記駆動部は、前記グラビアロ−ルを上下、左右、前後、斜め方向に移動させることができる。

また、前記非接触軸受は、空気静圧軸受または磁気軸受の何れか一つであることができる。

一方、前記駆動部は、グラビアロ−ルの位置を検知する変位センサをさらに含むことができる。

また、前記制御部には、整列マーク間の距離及び基準線間の距離が設定された印刷設定値が予め保存されていることができる。

ここで、前記制御部は、前記検知手段により検知される整列マーク間の距離及び基準線間の距離と、制御部に保存されている印刷設定値と、を比較して誤差を計算し、前記駆動部を用いて前記グラビアロ−ルを誤差だけ移動させることができる。

また、前記印刷シートの移送経路をガイドするガイドロ−ルと、前記印刷シートに印刷されたパターンを乾燥させる乾燥炉と、をさらに含むことができる。

また、前記グラビアロ−ルに導電性ペーストまたは誘電体ペーストを供給するための供給手段をさらに含むことができる。

上記の目的を達成するための本発明の実施形態によるグラビア印刷装置は、各グラビアロ−ルに形成された連続的なライン状の基準線セルを用いて、印刷シートに印刷された基準線の認識率を高めることにより、パターンの印刷状態をリアルタイムで検知して補正するため、印刷シートのパターン重ね合わせ精度を高めることができる効果がある。

また、上下移動だけでなく、左右、前後及び斜め方向などの全ての方向に移動することができる非接触軸受でグラビアロ−ルを駆動することにより、印刷誤差を補正するための微細移動が可能であり、適正な印刷圧力を維持することができるため、印刷品質及び均一度を向上させることができる効果がある。

本発明の実施形態によるグラビア印刷装置を概略的に示した側面図である。 本発明の実施形態によるグラビア印刷装置を概略的に示した正面図である。 グラビアロ−ルを示した斜視図である。 駆動部を示した断面図である。 駆動部を示した側断面図である。 グラビア印刷装置により印刷された印刷シートの多様な形態を示した平面図である。 グラビア印刷装置により印刷された印刷シートの多様な形態を示した平面図である。 グラビア印刷装置により印刷された印刷シートの多様な形態を示した平面図である。 グラビア印刷装置により印刷された印刷シートの多様な形態を示した平面図である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明する。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに制限されない。

本発明を説明するにあたり、本発明に係わる公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は本発明における機能を考慮して定義された用語であり、これは使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。従って、その定義は本明細書の全体における内容を基に下すべきであろう。

本発明の技術的思想は請求範囲によって決まり、以下の実施形態は本発明の技術的思想を本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に効率的に説明するための一つの手段に過ぎない。

以下、添付された図１から図６の図面を参照して、本発明によるグラビア印刷装置の実施形態をより詳細に説明すると、次のとおりである。

図１は本発明の実施形態によるグラビア印刷装置を概略的に示した側面図であり、図２は本発明の実施形態によるグラビア印刷装置を概略的に示した正面図であり、図３はグラビアロ−ルを示した斜視図であり、図４は駆動部を示した断面図であり、図５は駆動部を示した側断面図である。

図１から図５に示したように、本発明の実施形態によるグラビア印刷装置は、印刷シート１０にパターン２２ａ、整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを印刷するグラビアロ−ル２０、１２０と、前記グラビアロ−ル２０、１２０の両端を支持して回転させる駆動部３０、１３０と、前記印刷シート１０を介して前記グラビアロ−ル２０、１２０に対向して配置され、前記印刷シート１０を支持する支持ロ−ル４０、１４０と、前記支持ロ−ル４０、１４０の一側に形成され、前記整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを検知する検知手段５０と、前記検知手段５０により検知された整列マーク２３ａ及び基準線２１ａの誤差に応じて前記グラビアロ−ル１２０を制御する制御部６０と、を含む。

本発明の実施形態によるグラビア印刷装置は、前記印刷シート１０にパターンが積層されるように印刷するために、多数のグラビアロ−ル２０、１２０と支持ロ−ル４０、１４０とが印刷シート１０を介して対向するように形成され、印刷シート１０の一面に印刷が行われるように配置されることができる。

また、前記印刷シート１０の移動経路をガイドするための多数のガイドロ−ル７０が形成されることができる。

ここで、前記グラビアロ−ル２０、１２０と支持ロ−ル４０、１４０の数は、積層印刷する回数と対応するように形成される。

ここで、印刷シート１０はセラミックグリーンシートであり、好ましくはキャリアフィルムにより裏打ちされたセラミックグリーンシートで形成されることができる。前記印刷シート１０は、図１に示す矢印方向に供給され、ガイドロ−ル７０のガイドに従って第１グラビアロ−ル２０と第１支持ロ−ル４０との間に移動されることができる。

前記第１グラビアロ−ル２０は、第１駆動部３０により高速で移動する印刷シート１０を加圧してパターン２２ａ、整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを印刷する円筒状のロ−ル部材であり、その外周面に、周り方向に沿ってパターンセル２２、整列マークセル２３及び基準線セル２１が形成されることができる。

前記パターンセル２２は、前記印刷シート１０にパターン２２ａを印刷するためのものであり、凹状に窪ませて形成することができる。この際、前記パターンセル２２の形状は、積層型セラミック電子部品において求められる内部電極の形状に形成されることが好ましい。

前記基準線セル２１は、第１グラビアロ−ル２０の周り方向に沿って連続するライン状に窪ませて凹状に形成することができ、一つまたは一つ以上に形成されることができる。また、前記基準線セル２１は、前記パターンセル２２が形成されていない領域に形成されるものであり、第１グラビアロ−ル２０の一側または他側のうち片側にのみまたは両側に形成されることができる。

前記整列マークセル２３は、誤差を検知するための整列マーク２３ａを印刷シート１０に印刷するためのものであり、前記基準線セル２１から一定間隔離隔されて凹状に窪ませて形成することができる。前記整列マークセル２３は、前記パターンセル２２が形成されていない領域に形成されるものであり、第１グラビアロ−ル２０の一側または他側のうち片側にのみまたは両側に形成されることができる。ここで、本発明では前記整列マークセル２３を三角形状に形成したが、これに限定されず、如何なる形状に形成されてもよい。

一方、前記第１グラビアロ−ル２０は、内部に導電性ペーストまたは誘電体ペーストが満たされている第１供給部２５に浸漬され、導電性ペーストまたは誘電体ペーストが塗布されることができる。この際、パターンセル２２、整列マークセル２３及び基準線セル２１は、導電性ペーストまたは誘電体ペーストが満たされている前記第１供給部２５で塗布され、パターンセル２２、整列マークセル２３及び基準線セル２１を充填した後残った導電性ペーストまたは誘電体ペーストは、第１グラビアロ−ル２０の表面に接するように形成されたドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）２４によって掻き落とされる。

ここで、前記グラビアロ−ル２０、１２０が浸漬される多数の供給部２５、１２５は、導電性ペーストと誘電体ペーストが交互に充填されるように形成され、印刷シート１０に導電性ペーストと誘電体ペーストが交互に印刷されることが好ましい。

前記第１駆動部３０は前記第１グラビアロ−ル２０の両端を支持して回転させるものである。前記第１駆動部３０が前記第１グラビアロ−ル２０を上昇させることにより、印刷シート１０にパターン２２ａ、整列マーク２３ａ及び基準線２１ａが印刷される。

ここで、前記第１駆動部３０は非接触軸受で形成されることができ、前記非接触軸受は、空気静圧軸受または磁気軸受の何れか一つであることができる。

この際、前記第１駆動部３０は内輪３２と外輪３１とで構成されており、前記第１グラビアロ−ル２０の中心軸が内輪３２に挿入結合され、前記内輪３２は外輪３１から離隔されて外輪３１の中心部に位置する。また、前記第１駆動部３０には、内輪３２の位置を測定するための変位センサ（不図示）が形成されることができる。

前記第１支持ロ−ル４０は、前記印刷シート１０を介して前記第１グラビアロ−ル２０に対向して配置されることができる。ここで、前記第１支持ロ−ル４０は、円筒状のロ−ル部材であり、第１グラビアロ−ル２０の加圧力を支持するために支持部４１によって固定されることができる。この際、前記支持部４１は、シリンダとピストンで構成され、一定の圧力で印刷シート１０を加圧して第１グラビアロ−ル２０の加圧力を支持するために形成されることができる。

前記第１グラビアロ−ル２０及び第１支持ロ−ル４０によってペーストが印刷された印刷シート１０は、ガイドロ−ル７０のガイドに従って第１乾燥炉８０に移動されることができる。ここで、前記第１乾燥炉８０は、印刷シート１０に印刷されたペーストを乾燥するためのものであり、ヒータが備えられることができる。

前記検知手段５０は、印刷シート１０に印刷された整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを検知するためのものであり、カメラ及び映像処理装置で形成され、整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを検知することができる。ここで、前記検知手段５０は、グラビアロ−ル２０、１２０の前、後の何れか一つまたは全てに形成されることができる。

この際、前記整列マーク２３ａ及び基準線２１ａは、印刷されるペーストによって導体または不導体であることができる。これにより、検知手段５０は、本実施形態において用いられるカメラ及び映像処理装置の他に電磁気センサ（例えば、Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｎｓｏｒ、ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｓｅｎｓｏｒ）で形成され、導体または不導体で形成された整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを検知することができる。

一方、前記検知手段５０により検知された整列マーク２３ａ及び基準線２１ａは、前記制御部６０に伝送される。

前記制御部６０には、第１グラビアロ−ル２０により印刷される基準線２１ａと第２グラビアロ−ル１２０により印刷される基準線１２１ａとの間の距離Ｄ２及び第１グラビアロ−ル２０により印刷される整列マーク２３ａと第２グラビアロ−ル１２０により印刷される整列マーク１２３ａとの間の距離Ｄ１が設定された印刷設定値が予め保存されている。前記制御部６０が前記印刷設定値に応じて前記第２駆動部１３０を制御することにより、印刷シート１０に第２グラビアロ−ル１２０のパターン１２２ａ、整列マーク１２３ａ及び基準線１２１aが印刷される。

この際、前記第２グラビアロ−ル１２０には、第１グラビアロ−ル２０と同様に、パターンセル１２２、整列マークセル１２３及び基準線セル１２１が凹状に形成されることができ、前記第１グラビアロ−ル２０により印刷される整列マーク２３ａと第２グラビアロ−ル１２０により印刷される整列マーク１２３ａとの間の距離Ｄ１は２０ｍｍであることが好ましい。

また、前記第２駆動部１３０は、第１駆動部３０と同様に内輪３２と外輪３１とで構成されており、内部に形成された変位センサ（不図示）によって内輪３２の位置を測定することができる。

即ち、前記制御部６０が前記第２駆動部１３０を制御し、内輪３２に結合された第２グラビアロ−ル１２０を移動させて前記第２支持ロ−ル１４０を加圧することにより、第２グラビアロ−ル１２０と第２支持ロ−ル１４０との間を通過する印刷シート１０に、パターン１２２ａ、整列マーク１２３ａ及び基準線１２１aが印刷設定値に応じて、誤差なく印刷されることができる。

従って、上下、左右、前後、斜め方向などの全ての方向に移動することができる非接触軸受で形成された第２駆動部１３０により、第２グラビアロ−ル１２０を全ての方向に移動させることができるため、微細調整が可能である。また、適正な印刷圧力を維持することができるため、印刷品質及び均一度を向上させることができる効果がある。

本発明の実施形態によるグラビア印刷装置を用いた印刷シートの印刷方法について、図面を参照して説明すると次のとおりである。

まず、前記第１グラビアロ−ル２０及び第１支持ロ−ル４０により、印刷シート１０にパターン２２ａ、図形形状の整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを印刷する。

その後、前記検知手段５０が整列マーク２３ａ及び基準線２１ａを検知して前記制御部６０に伝送すると、前記制御部６０は、予め保存されている印刷設定値に応じて第２駆動部１３０を制御して、第２グラビアロ−ル１２０のパターン１２２ａ、整列マーク１２３ａ及び基準線１２１aを印刷する。

次に、前記検知手段５０が印刷シート１０の基準線２１ａ、１２１ａの間の距離Ｄ１及び整列マーク２３ａ、１２３ａの間の距離Ｄ２を検知して制御部６０に伝送すると、前記制御部６０は予め保存されている印刷設定値と比較する。

前記制御部６０は、基準線２１ａ、１２１ａの間の距離Ｄ１が印刷設定値と一致しない場合は、印刷シート１０の幅方向ＴＤの整列がずれていると判断し、整列マーク２３ａ、１２３ａの間の距離Ｄ２が印刷設定値と一致しない場合は、印刷シート１０の進行方向ＭＤの整列がずれていると判断して誤差を計算し、誤差だけグラビアロ−ルを移動させて印刷する過程を繰り返す。

図６から図９はグラビア印刷装置により印刷された印刷シートの多様な形態を示した平面図である。

図６から図９に示したように、前記印刷シート１０には、パターン２２ａ、１２２ａ、整列マーク２３ａ、１２３ａ及び基準線２１ａ、１２１ａが印刷されることができる。

この際、前記整列マーク２３ａ、１２３ａは多様な形態に形成されることができ、制御部６０に保存されている印刷設定値に応じて一定間隔Ｄ１離隔されるように印刷されることができる。

また、前記基準線２１ａ、１２１ａは、連続するライン状であり、前記制御部６０に保存されている印刷設定値に応じて一定間隔Ｄ１離隔されて平行に印刷されることができる。また、前記基準線２１ａ、１２１ａは、印刷工程が進むにつれて個数が一つずつ増加することができる。即ち、ｎ回繰り返して印刷する場合、ｎ−１個の基準線が形成されることができる。

従って、上記のような本発明の実施形態によるグラビア印刷装置は、前記検知手段５０により検知された基準線２１ａ、１２１ａの間の距離Ｄ１及び整列マーク２３ａ、１２３ａの間の距離Ｄ２を制御部６０に保存されている印刷設定値と比較して、印刷シート１０の印刷方向ＭＤ及び幅方向ＴＤの誤差を計算し、誤差だけグラビアロ−ルの位置を補正しながら印刷を繰り返すため、印刷シートのパターン重ね合わせ精度を高めることができる効果がある。

以上、代表的な実施形態を参照して本発明について詳細に説明したが、本発明に属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、上述の実施形態に対して本発明の範囲を外れない限度内で多様な変形が可能であることを理解するのであろう。

従って、本発明の権利範囲は上述の実施形態に限定されてはならず、後述する特許請求範囲だけでなくこの特許請求範囲と均等なものによって決められるべきである。

１０ 印刷シート
２０、１２０ グラビアロ−ル
２１ 基準線セル
２１ａ、１２１ａ 基準線
２２ パターンセル
２２ａ、１２２ａ パターン
２３ 整列マークセル
２３ａ、１２３ａ 整列マーク
２４、１２４ ドクターブレード
２５、１２５ 供給部
３０、１３０ 駆動部
３１ 外輪
３２ 内輪
４０、１４０ 支持ロ−ル
５０ 検知手段
６０ 制御部
７０ ガイドロ−ル
８０ 乾燥炉

上記の目的を果たすための本発明の実施形態によるグラビア印刷装置は、印刷シートにパターン、整列マーク及び基準線を印刷するグラビアロ−ルと、前記グラビアロールの表面に接するように形成されたドクターブレードと、前記グラビアロ−ルの両端を支持して回転させる駆動部と、前記印刷シートを介して前記グラビアロ−ルに対向して配置され、前記印刷シートを支持する支持ロ−ルと、前記支持ロ−ルの一側に形成され、前記整列マーク及び基準線を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された整列マーク及び基準線の誤差に応じて前記グラビアロ−ルを制御する制御部と、を含む。

Claims (13)

1. 印刷シートにパターン、整列マーク及び基準線を印刷するグラビアロ−ルと、
   前記グラビアロ−ルの両端を支持して回転させる駆動部と、
   前記印刷シートを介して前記グラビアロ−ルに対向して配置され、前記印刷シートを支持する支持ロ−ルと、
   前記支持ロ−ルの一側に形成され、前記整列マーク及び基準線を検知する検知手段と、
   前記検知手段により検知された整列マーク及び基準線の誤差に応じて前記グラビアロ−ルを制御する制御部と、
   を含むグラビア印刷装置。
2. 前記基準線は、ライン状であり、前記パターンが形成された領域を除いたダミー領域に形成される請求項１に記載のグラビア印刷装置。
3. 前記グラビアロ−ルに、パターンセル、整列マークセル及び基準線セルが凹状に形成される請求項１に記載のグラビア印刷装置。
4. 前記整列マークは、一定間隔離隔されるように形成される請求項１に記載のグラビア印刷装置。
5. 前記基準線は、一定間隔離隔されて平行に形成される請求項１に記載のグラビア印刷装置。
6. 前記駆動部は非接触軸受で形成される請求項１に記載のグラビア印刷装置。
7. 前記駆動部は、前記グラビアロ−ルを上下、左右、前後、斜め方向に移動させる請求項１に記載のグラビア印刷装置。
8. 前記非接触軸受は、空気静圧軸受または磁気軸受の何れか一つである請求項６に記載のグラビア印刷装置。
9. 前記駆動部は、グラビアロ−ルの位置を検知する変位センサをさらに含む請求項１に記載のグラビア印刷装置。
10. 前記制御部には、整列マーク間の距離及び基準線間の距離が設定された印刷設定値が予め保存されている請求項１に記載のグラビア印刷装置。
11. 前記制御部は、前記検知手段により検知される整列マーク間の距離及び基準線間の距離と、制御部に保存されている印刷設定値と、を比較して誤差を計算し、前記駆動部を用いて前記グラビアロ−ルを誤差だけ移動させる請求項１０に記載のグラビア印刷装置。
12. 前記印刷シートの移送経路をガイドするガイドロ−ルと、
    前記印刷シートに印刷されたパターンを乾燥させる乾燥炉と、
    をさらに含む請求項１に記載のグラビア印刷装置。
13. 前記グラビアロ−ルに導電性ペーストまたは誘電体ペーストを供給するための供給手段をさらに含む請求項１に記載のグラビア印刷装置。

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