JP2015074139A - Ink dryer, pattern printer and pattern printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷パターンの品質を維持しつつ、短時間でインクを効率的に乾燥させることができるインク乾燥装置、パターン印刷装置及びパターン印刷方法に関する。 The present invention relates to an ink drying apparatus, a pattern printing apparatus, and a pattern printing method capable of efficiently drying ink in a short time while maintaining the quality of a printing pattern.
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により回路パターン等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回路パターンを基板(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。 In the electronic device manufacturing process, when pattern printing is performed on a ceramic green sheet, for example, a circuit pattern is printed by screen printing and dried. Recently, in order to simplify the printing process, there are an increasing number of cases where a circuit pattern is printed on a substrate (ceramic green sheet) by an inkjet method.
特許文献1には、インクジェット方式で印刷された記録媒体(セラミックグリーンシート)上のインクを効果的に乾燥させ、印刷画像の光沢性を向上するインクジェットプリンタが開示されている。図6は、従来のインクジェットプリンタの構成を示す模式図である。 Patent Document 1 discloses an ink jet printer that effectively dries ink on a recording medium (ceramic green sheet) printed by an ink jet method and improves glossiness of a printed image. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a conventional inkjet printer.
図6に示すように、印刷前のセラミックグリーンシート11を複数のローラ42で矢印方向に搬送し、インク吐出部(印刷ユニット)17で回路パターン等を印刷する。印刷後、セラミックグリーンシート11を再度ローラ42で矢印方向に搬送して、乾燥部4のファン41によりインクを乾燥させる。ファン41からの送風により、インク吐出部17のノズル内のインクが乾燥することを回避するために、風向きを制御する防護部材43を設けている。
As shown in FIG. 6, the ceramic
また、特許文献2には、レジスト液等が塗布された基板を不活性ガス供給チャンバ内へ移動させ、不活性ガス供給チャンバ内で不活性ガスの供給量と排気量とを調整しながら基板に熱処理を行う基板熱処理装置が開示されている。不活性ガスを基板上の塗布膜の上方から吹き付けるので、現像後のパターンの線が滲む等の現象は起こりにくい。
In
しかし、特許文献1のインクジェットプリンタでは、防護部材43がファン41の風向きを完全に制御することはできず、一部はインク吐出部17側へと吹き出す。したがって、インク吐出部17のノズル内のインクが乾燥することによるノズル欠を引き起こすおそれがある。また、ファン41からの送風によるインク滴の着弾(滴下)位置の変動、あるいはセラミックグリーンシート11のように比較的薄い被印刷物のバタつきによる印刷品質の低下が生じるおそれもある。したがって、印刷パターンの品質を高めることが困難であるという問題点があった。
However, in the ink jet printer of Patent Document 1, the
また、インク吐出部17とファン41を備える乾燥部4とを離して配置することも考えられるが、その場合には装置全体として小型化することができない。さらに、乾燥部4において揮発した溶剤が、ファン41からの送風とともにインク吐出部17へ入り込むおそれもある。この場合、インク吐出部17内が汚れるとともに、揮発した溶剤が可燃性であるときには、火災が発生する危険も生じる。
In addition, it is conceivable to dispose the
また、特許文献2に開示されている基板熱処理装置では、不活性ガスが基板上の塗布膜の直上から吹き付けるので、現像後のパターンの線が滲む等の現象は起こりにくい。しかし、レジスト液を塗布してから、基板を不活性ガス供給チャンバ内へと移動させるまでは基板上の塗布膜は未乾燥であり、取り扱い次第では未乾燥の塗布膜が流れ出すおそれがあることから、印刷パターンの品質を高めることが困難であるという問題点があった。
Further, in the substrate heat treatment apparatus disclosed in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、小型で簡易な構成により高い品質の印刷パターンを実現することができるインク乾燥装置、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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ink drying apparatus, a pattern printing apparatus, and a pattern printing method capable of realizing a high quality printing pattern with a small and simple configuration. To do.
上記目的を達成するために本発明に係るインク乾燥装置は、インクが塗布された被印刷物を載置するステージと、前記被印刷物及び前記ステージを覆い密閉空間を形成する乾燥ユニットとを備えるインク乾燥装置であって、前記乾燥ユニットは、前記密閉空間への給気及び前記密閉空間からの排気を行う給排気機構を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ink drying apparatus according to the present invention includes a stage on which a printed material to which ink is applied is placed, and a drying unit that covers the printed material and the stage to form a sealed space. In the apparatus, the drying unit includes an air supply / exhaust mechanism that supplies air to the sealed space and exhausts air from the sealed space.
上記構成では、密閉空間内だけで気流を発生させるので、乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、セラミックグリーンシートのような比較的薄い被印刷物のバタつきによる印刷品質の低下が生じることがなく、印刷パターンの品質を高めることが可能となる。 In the above configuration, airflow is generated only in the sealed space, so that air does not leak to the outside of the drying unit. Therefore, the print quality is not deteriorated due to the flutter of a relatively thin substrate such as a ceramic green sheet, and the quality of the print pattern can be improved.
さらに、気流の発生は密閉空間内に限定されるので、給気量を増大させても乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、給気量を増大させることにより乾燥時間を短縮することも可能となる。また、揮発した溶剤が可燃性であっても、乾燥中は密閉空間の外部へ漏れ出ることがないので火災の心配もない。 Furthermore, since the generation of airflow is limited to the enclosed space, air does not leak outside the drying unit even if the amount of air supply is increased. Therefore, it is possible to shorten the drying time by increasing the air supply amount. Moreover, even if the volatile solvent is flammable, there is no risk of fire because it does not leak out of the sealed space during drying.
また、本発明に係るインク乾燥装置は、前記乾燥ユニットが、前記密閉空間内を加熱する赤外線ランプ、及び遠赤外線カットフィルタを備えることが好ましい。 In the ink drying apparatus according to the present invention, it is preferable that the drying unit includes an infrared lamp and a far-infrared cut filter that heat the inside of the sealed space.
上記構成では、給気に加えて赤外線ランプによる加熱によっても乾燥させることができるので、インクの表面の乾燥だけでなく、インクの内部の乾燥も促進することが可能となる。特に有機溶媒系のインクには近赤外線が有効であり、比較的短時間で乾燥させることができる。また、遠赤外線カットフィルタで遠赤外線をカットすることができるので、ステージの加熱を抑制することができる。 In the above configuration, since drying can be performed by heating with an infrared lamp in addition to air supply, not only drying of the surface of the ink but also drying of the inside of the ink can be promoted. In particular, near-infrared rays are effective for organic solvent-based inks and can be dried in a relatively short time. Moreover, since a far-infrared ray can be cut with a far-infrared cut filter, heating of the stage can be suppressed.
また、本発明に係るインク乾燥装置は、前記乾燥ユニットが、前記ステージを加熱又は冷却するステージ温度制御機構を備えることが好ましい。 In the ink drying apparatus according to the present invention, it is preferable that the drying unit includes a stage temperature control mechanism for heating or cooling the stage.
上記構成では、遠赤外線を完全にカットできなかった場合であっても、ステージ温度制御機構でステージを加熱又は冷却することにより、ステージ表面の温度分布のバラツキに起因するインクの乾燥ムラの発生を未然に防止することができる。 In the above configuration, even when far-infrared rays cannot be completely cut, the stage temperature control mechanism heats or cools the stage, thereby causing ink drying unevenness due to variations in the temperature distribution on the stage surface. It can be prevented in advance.
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装置は、被印刷物を載置するステージと、該ステージに載置された被印刷物にインクでパターン印刷する印刷ユニットと、前記被印刷物及び前記ステージを覆い密閉空間を形成する乾燥ユニットと、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、前記密閉空間への給気及び前記密閉空間からの排気を行う給排気機構を備えることを特徴とする。 Next, in order to achieve the above object, a pattern printing apparatus according to the present invention includes a stage on which a printed material is placed, a printing unit that performs pattern printing with ink on the printed material placed on the stage, and the printed material. And a pattern printing apparatus comprising: a drying unit that covers the stage to form a sealed space; and a replacement mechanism that replaces the printing unit and the drying unit above the substrate to be printed, wherein the drying unit includes the sealed space. And an air supply / exhaust mechanism that exhausts air from and into the sealed space.
上記構成では、一度ステージに被印刷物を載置すれば、パターン印刷から乾燥までの工程を、被印刷物の載せ換えを行うことなく実行することができる。したがって、未乾燥のインクの流動を抑制することができ、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変形して、印刷されたパターンに乱れが生じることもない。また、密閉空間内だけで気流を発生させるので、乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、いわゆるノズル欠、インクの滴下位置の変動、あるいはセラミックグリーンシートのような比較的薄い被印刷物のバタつきによる印刷品質の低下が生じることがなく、印刷パターンの品質を高めることが可能となる。 In the above configuration, once the substrate is placed on the stage, the processes from pattern printing to drying can be performed without replacing the substrate. Therefore, it is possible to suppress the flow of undried ink, and even a thin substrate such as a ceramic green sheet may be deformed by static electricity generated during handling, and the printed pattern may be disturbed. Absent. In addition, since airflow is generated only in the sealed space, air does not leak outside the drying unit. Therefore, it is possible to improve the quality of the print pattern without causing a drop in print quality due to so-called nozzle shortage, fluctuation of the ink dropping position, or fluttering of a relatively thin substrate such as a ceramic green sheet. .
さらに、気流の発生は密閉空間内に限定されるので、給気量を増大させても乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、印刷ユニットと乾燥ユニットとを近接させることによりパターン印刷装置を小型化することができるとともに、給気量を増大させることにより乾燥時間を短縮することも可能となる。また、揮発した溶剤が可燃性であっても、乾燥中は密閉空間の外部へ漏れ出ることがないので火災の心配もない。 Furthermore, since the generation of airflow is limited to the enclosed space, air does not leak outside the drying unit even if the amount of air supply is increased. Therefore, the pattern printing apparatus can be reduced in size by bringing the printing unit and the drying unit close to each other, and the drying time can be shortened by increasing the air supply amount. Moreover, even if the volatile solvent is flammable, there is no risk of fire because it does not leak out of the sealed space during drying.
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、前記密閉空間内を加熱する赤外線ランプ、及び遠赤外線カットフィルタを備えることが好ましい。 In the pattern printing apparatus according to the present invention, it is preferable that the drying unit includes an infrared lamp and a far-infrared cut filter that heat the inside of the sealed space.
上記構成では、給気に加えて赤外線ランプによる加熱によっても乾燥させることができるので、インクの表面の乾燥だけでなく、インクの内部の乾燥も促進することが可能となる。特に有機溶媒系のインクには近赤外線が有効であり、比較的短時間で乾燥させることができる。また、遠赤外線カットフィルタで遠赤外線をカットすることができるので、ステージの加熱を抑制することができる。 In the above configuration, since drying can be performed by heating with an infrared lamp in addition to air supply, not only drying of the surface of the ink but also drying of the inside of the ink can be promoted. In particular, near-infrared rays are effective for organic solvent-based inks and can be dried in a relatively short time. Moreover, since a far-infrared ray can be cut with a far-infrared cut filter, heating of the stage can be suppressed.
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、前記ステージを加熱又は冷却するステージ温度制御機構を備えることが好ましい。 In the pattern printing apparatus according to the present invention, it is preferable that the drying unit includes a stage temperature control mechanism for heating or cooling the stage.
上記構成では、遠赤外線を完全にカットできなかった場合であっても、ステージ温度制御機構でステージを加熱又は冷却することにより、ステージ表面の温度分布のバラツキに起因するインクの乾燥ムラの発生を未然に防止することができる。 In the above configuration, even when far-infrared rays cannot be completely cut, the stage temperature control mechanism heats or cools the stage, thereby causing ink drying unevenness due to variations in the temperature distribution on the stage surface. It can be prevented in advance.
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、該ステージに載置された被印刷物にインクでパターン印刷する印刷ユニットと、前記被印刷物及び前記ステージを覆い密閉空間を形成する乾燥ユニットと、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実行することが可能なパターン印刷方法であって、前記パターン印刷装置は、前記密閉空間への給気及び前記密閉空間からの排気を行うことを特徴とする。 Next, in order to achieve the above object, a pattern printing method according to the present invention includes a stage on which a printing material is placed, a printing unit that performs pattern printing with ink on the printing material placed on the stage, and the printing material And a pattern printing method that can be executed by a pattern printing apparatus that includes a drying unit that covers the stage and forms a sealed space, and a replacement mechanism that replaces the printing unit and the drying unit above the substrate. The pattern printing apparatus is characterized in that air is supplied to the sealed space and exhausted from the sealed space.
上記構成では、一度ステージに被印刷物を載置すれば、パターン印刷から乾燥までの工程を、被印刷物の載せ換えを行うことなく実行することができる。したがって、未乾燥のインクの流動を抑制することができ、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変形して、印刷されたパターンに乱れが生じることもない。また、密閉空間内だけで気流を発生させるので、乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、いわゆるノズル欠、インクの滴下位置の変動、あるいはセラミックグリーンシートのような比較的薄い被印刷物のバタつきによる印刷品質の低下が生じることがなく、印刷パターンの品質を高めることが可能となる。 In the above configuration, once the substrate is placed on the stage, the processes from pattern printing to drying can be performed without replacing the substrate. Therefore, it is possible to suppress the flow of undried ink, and even a thin substrate such as a ceramic green sheet may be deformed by static electricity generated during handling, and the printed pattern may be disturbed. Absent. In addition, since airflow is generated only in the sealed space, air does not leak outside the drying unit. Therefore, it is possible to improve the quality of the print pattern without causing a drop in print quality due to so-called nozzle shortage, fluctuation of the ink dropping position, or fluttering of a relatively thin substrate such as a ceramic green sheet. .
さらに、気流の発生は密閉空間内に限定されるので、給気量を増大させても乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、印刷ユニットと乾燥ユニットとを近接させることによりパターン印刷装置を小型化することができるとともに、給気量を増大させることにより乾燥時間を短縮することも可能となる。また、揮発した溶剤が可燃性であっても、乾燥中は密閉空間の外部へ漏れ出ることがないので火災の心配もない。 Furthermore, since the generation of airflow is limited to the enclosed space, air does not leak outside the drying unit even if the amount of air supply is increased. Therefore, the pattern printing apparatus can be reduced in size by bringing the printing unit and the drying unit close to each other, and the drying time can be shortened by increasing the air supply amount. Moreover, even if the volatile solvent is flammable, there is no risk of fire because it does not leak out of the sealed space during drying.
また、本発明に係るパターン印刷方法は、前記パターン印刷装置が、赤外線ランプにより前記密閉空間内を加熱することが好ましい。 In the pattern printing method according to the present invention, it is preferable that the pattern printing apparatus heats the sealed space with an infrared lamp.
上記構成では、給気に加えて赤外線ランプによる加熱によっても乾燥させることができるので、インクの表面の乾燥だけでなく、インクの内部の乾燥も促進することが可能となる。特に有機溶媒系のインクには近赤外線が有効であり、比較的短時間で乾燥させることができる。 In the above configuration, since drying can be performed by heating with an infrared lamp in addition to air supply, not only drying of the surface of the ink but also drying of the inside of the ink can be promoted. In particular, near-infrared rays are effective for organic solvent-based inks and can be dried in a relatively short time.
また、本発明に係るパターン印刷方法は、前記パターン印刷装置が、前記ステージを加熱又は冷却することが好ましい。 In the pattern printing method according to the present invention, it is preferable that the pattern printing apparatus heats or cools the stage.
上記構成では、遠赤外線を完全にカットできなかった場合であっても、ステージを加熱又は冷却することにより、ステージ表面の温度分布のバラツキに起因するインクの乾燥ムラの発生を未然に防止することができる。 In the above configuration, even when far-infrared rays cannot be completely cut, by heating or cooling the stage, it is possible to prevent the occurrence of uneven ink drying due to variations in the temperature distribution on the stage surface. Can do.
上記構成では、密閉空間内だけで気流を発生させるので、乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、セラミックグリーンシートのような比較的薄い被印刷物のバタつきによる印刷品質の低下が生じることがなく、印刷パターンの品質を高めることが可能となる。 In the above configuration, airflow is generated only in the sealed space, so that air does not leak to the outside of the drying unit. Therefore, the print quality is not deteriorated due to the flutter of a relatively thin substrate such as a ceramic green sheet, and the quality of the print pattern can be improved.
さらに、気流の発生は密閉空間内に限定されるので、給気量を増大させても乾燥ユニットの外部に空気が漏れることがない。したがって、給気量を増大させることにより乾燥時間を短縮することも可能となる。また、揮発した溶剤が可燃性であっても、乾燥中は密閉空間の外部へ漏れ出ることがないので火災の心配もない。 Furthermore, since the generation of airflow is limited to the enclosed space, air does not leak outside the drying unit even if the amount of air supply is increased. Therefore, it is possible to shorten the drying time by increasing the air supply amount. Moreover, even if the volatile solvent is flammable, there is no risk of fire because it does not leak out of the sealed space during drying.
以下、本発明の実施の形態に係るインク乾燥装置及び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。 Hereinafter, an ink drying apparatus and a pattern printing apparatus according to embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るインク乾燥装置及び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)は乾燥工程を、それぞれ示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an ink drying apparatus and a pattern printing apparatus according to an embodiment of the present invention together with a printing process. 1A shows a pattern printing process, FIG. 1B shows a unit replacement process, and FIG. 1C shows a drying process.
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(インク吐出部)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には、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、印刷時にのみセラミックグリーンシート11の直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(図示せず)を備えることが好ましい。これにより、以下で説明する乾燥時に発生する気流により、セラミックグリーンシート11がステージ15上を移動するおそれが少なくなる。
In the pattern printing apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 1A, first, a ceramic
次に、図1(b)に示すように、入替機構(図2参照)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の直上に移動させる。乾燥ユニット21は、セラミックグリーンシート11及びステージ15を覆って後述する密閉空間を形成する蓋状の密閉部23、密閉部23の内側に配置された赤外線ヒータ(赤外線ランプ)22、密閉空間へ気体を供給(給気)する供給パイプ26、及び密閉空間内の空気を吸引して排出(排気)する排出パイプ24で構成されている。供給パイプ26の一端は、密閉部23の側面から密閉空間に連結されており、供給パイプ26の他端は、後述する給排気制御装置に接続されている。排出パイプ24の一端は、密閉部23の中央近傍で密閉空間に連結されており、排出パイプ24の他端は、後述する給排気制御装置に接続されている。供給パイプ26及び排出パイプ24は、ともに給排気機構40を構成している。
Next, as shown in FIG. 1B, the
なお、揮発溶剤を排出するためには、排出パイプ24は密閉部23の天面の中央から密閉空間に連結されることが好ましい。ただし、あくまでも一例であり、排出パイプ24が密閉部23の側面に連結されていても良いし、供給パイプ26が密閉部23の天面に連結されていても良い。また、排出パイプ24及び供給パイプ26をそれぞれ複数設け、複数の排出パイプ24及び複数の供給パイプ26が密閉部23に連結されていても良い。
In order to discharge the volatile solvent, the
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の構成の一例を示す模式図である。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。ステージ15の上方には、印刷ユニット17又は乾燥ユニット21を上昇及び下降させるための昇降機構(図示せず)が設けられている。モータ52によりアーム部51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に載置されているセラミックグリーンシート11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、パターン印刷又は乾燥を行う。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the replacement mechanism of the pattern printing apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
図3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の構成の他の例を示す模式図である。図3に示すように、入替機構20Aは、所定の位置に固定された印刷ユニット17及び乾燥ユニット21と、ステージ15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。印刷ユニット17及び乾燥ユニット21の上方には、印刷ユニット17あるいは乾燥ユニット21を下降及び上昇させるための昇降機構(図示せず)が設けられている。モータ52によりアーム部51を回転させることにより、印刷ユニット17及び乾燥ユニット21の直下へステージ15を移動させ、パターン印刷又は乾燥を行う。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another example of the configuration of the replacement mechanism of the pattern printing apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
図1に戻って、乾燥時には、乾燥ユニット21を図1(b)の白抜き矢印方向にステージ15に接するまで下降させる。乾燥ユニット21の密閉部23の下端の周縁部には、弾性体からなるパッキン27を設けている。図1(c)に示すように、乾燥ユニット21をステージ15に接するまで下降させて、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接することで、押圧によりパッキン27が変形し、密閉部23の内側に密閉空間30が形成される。そして、インク16でパターン印刷されたセラミックグリーンシート11が、形成された密閉空間30に内蔵される。
Returning to FIG. 1, at the time of drying, the drying
この状態で、図1(c)の矢印方向に、供給パイプ26を通して密閉空間30へ気体を供給(給気)し、排出パイプ24を通して密閉空間30内の空気を吸引して排出(排気)することで、密閉空間30内に気流を発生させる。これにより、セラミックグリーンシート11上のインク16を乾燥させることができる。
In this state, gas is supplied (supplyed) to the sealed
以上のように本実施の形態によれば、一度ステージ15に被印刷物であるセラミックグリーンシート11を載置すれば、パターン印刷から乾燥までの工程を、セラミックグリーンシート11の載せ換えをせずに実行することができる。パターン印刷後のセラミックグリーンシート11をステージ15に対して載せ換えた場合、セラミックグリーンシート11が湾曲したり、傾いたりすることによりインク16の流動が起きやすくなる。しかし、本実施の形態によれば、パターン印刷から乾燥までの間にセラミックグリーンシート11の載せ換えがないので、未乾燥のインク16の流動を抑制できる。また、セラミックグリーンシート11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変形して、印刷されたパターンに乱れが生じることもない。また、密閉空間30内だけで気流を発生させるので、乾燥ユニット21の外部に空気が漏れることがない。したがって、いわゆるノズル欠、インク16の滴下位置の変動、あるいはセラミックグリーンシート11のバタつきによる印刷品質の低下が生じることがなく、印刷パターンの品質を高めることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, once the ceramic
さらに、気流の発生は密閉空間30内に限定されるので、給気量を増大させても乾燥ユニット21の外部に空気が漏れることがない。したがって、印刷ユニット17と乾燥ユニット21とを近接させることによりパターン印刷装置を小型化することができるとともに、給気量を増大させることにより乾燥時間を短縮することも可能となる。また、揮発した溶剤が可燃性であっても、乾燥中は密閉空間30の外部へ漏れ出ることがないので火災の心配もない。
Furthermore, since the generation of the airflow is limited to the sealed
また、図1(c)の状態において、密閉空間30への給気と赤外線ヒータ22による加熱とを併用することもできる。
Moreover, in the state of FIG.1 (c), the air supply to the sealed
図4は、本発明の実施の形態に係るインク乾燥装置及び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(a)は、パターン印刷工程を、図4(b)はユニット入替工程を、それぞれ示している。図4の構成では、密閉空間30への給気と赤外線ヒータ22による加熱とを併用している。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another configuration of the ink drying apparatus and the pattern printing apparatus according to the embodiment of the present invention together with the printing process. FIG. 4A shows a pattern printing process, and FIG. 4B shows a unit replacement process. In the configuration of FIG. 4, air supply to the sealed
まず図4(a)に示すように、ステージ15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(インク吐出部)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。ステージ15の温度は、ステージ温度制御装置(ステージ温度制御機構)32で、加熱又は冷却することにより、インク16が滲むことなく印刷することができるように制御される。
First, as shown in FIG. 4A, a ceramic
次に、図4(b)に示すように、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の直上に移動させる。乾燥ユニット21の給排気機構40は、給排気制御装置31に供給パイプ26及び排出パイプ24が接続されており、供給パイプ26を通して密閉空間30へ気体を供給(給気)し、同時に排出パイプ24を通して密閉空間30内の空気を吸引して排出(排気)することで、密閉空間30に気流を発生させる。
Next, as shown in FIG. 4B, the
また、気流を発生させるとともに赤外線ヒータ22により、乾燥ユニット21の密閉空間30内のインク16を加熱する。この場合、発生した気流のみで乾燥させる場合と比べて、乾燥の効率をさらに向上させることができ、印刷時の「滲み」を極力抑制することができる。気流のみで十分に乾燥できる場合は、特に赤外線ヒータ22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16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効果的である。
Further, an air flow is generated and the
したがって、密閉空間30への給気に加えて赤外線ヒータ22による加熱によっても乾燥させることができるので、インク16の表面の乾燥だけでなく、インク16の内部の乾燥も促進することが可能となる。特に有機溶媒系のインク16には近赤外線が有効であり、比較的短時間で乾燥させることができる。
Therefore, since it can be dried not only by supplying air to the sealed
しかし、近赤外線を発生させる場合には、同時に遠赤外線も発生する。遠赤外線により、ステージ15が加熱されるので、ステージ15表面に温度分布のバラツキが生じ、インク16に乾燥ムラが発生するおそれがある。そこで、本実施の形態に係るパターン印刷装置では、赤外線ヒータ22の下部に、乾燥には不要な波長(4μm以上)の赤外線をカットする遠赤外線カットフィルタ25を備えることが好ましい。遠赤外線カットフィルタ25は、密閉部23の内側に耐熱性接着剤により固定される。遠赤外線カットフィルタ25として、例えば石英ガラス製の板部材等を備えることにより、遠赤外線をカットすることができる。
However, when near infrared rays are generated, far infrared rays are also generated at the same time. Since the
また、ステージ15をステージ温度制御装置32により冷却しても良い。遠赤外線カットフィルタ25で完全にカットできなかった遠赤外線が残った場合であっても、ステージ温度制御装置32の冷却により、ステージ15の加熱を抑制することができるからである。また、冷却に限らず加熱することにより、ステージ15表面の温度が均一となるように導いても良い。これにより、ステージ15表面の温度分布のバラツキに起因するインク16の乾燥ムラの発生を未然に防止することが可能となる。
Further, the
図5は、本発明の実施の形態に係るパターン印刷装置の各機構の動作源のオンオフ状態を示すタイムチャートである。図5では、t=0が計時開始時を示し、右へ行くほど時間が経過したことを示している。また、図5のハッチング部分は、各機能がオン状態又は実行されていることを示している。 FIG. 5 is a time chart showing the on / off state of the operation source of each mechanism of the pattern printing apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, t = 0 indicates the time measurement start time, and the time has passed as it goes to the right. The hatched portion in FIG. 5 indicates that each function is on or being executed.
まず図5に示すように、「ステージの加熱/冷却」は、ステージ15の温度が一定に維持されるよう常時オン状態となっている。そして、パターン印刷して(「印刷」オン状態)、乾燥ユニット21をセラミックグリーンシート11の直上へ移動させる(「移動」オン状態)。
First, as shown in FIG. 5, “heating / cooling of the stage” is always on so that the temperature of the
そして、乾燥ユニット21をステージ15に接するまで下降させ、密閉空間30を形成する(「密閉空間」オン状態)。さらに、密閉空間30内の空気を吸引して排気を開始し(「排気」オン状態)、ほぼ同時に赤外線ヒータ22による加熱を開始する(「ランプ」オン状態)ことにより、乾燥を開始する。もちろん、密閉空間3からの排気と赤外線ヒータ22による加熱とは同時に開始しなくても良い。
Then, the drying
次に、少しタイミングを遅らせて密閉空間30への給気を開始し(「給気」オン状態)、気流を発生させる。この際、給気と排気とのバランスにより密閉空間30内を一定の圧力(例えば−20kPa)に維持する。この負圧状態をしばらく維持し、インク16の乾燥を行なう。
Next, the timing is slightly delayed to start supplying air to the sealed space 30 (“air supply” is on), and an air flow is generated. At this time, the inside of the sealed
そして、乾燥を終了する場合には、密閉空間30からの排気を停止し(「排気」オフ状態)、ほぼ同時に赤外線ヒータ22による加熱を停止する(「ランプ」オフ状態)。そして、少しタイミングを遅らせて密閉空間30への給気を停止する(「給気」オフ状態)。排気停止より給気停止のタイミングが遅れるので、密閉空間30内の負圧状態が解消されて常圧に近付く。その後、乾燥ユニット21をステージ15から離間するように上昇させ、密閉空間30を解放する(「密閉空間」オフ状態)が、この際、密閉空間30内が常圧に近いため、容易に解放できる。
When the drying is finished, the exhaust from the sealed
このように、密閉空間30への給気と赤外線ヒータ22による加熱とを併用することにより、未乾燥のインク16を効率的に乾燥させることができ、印刷パターンの品質を高めることが可能となる。
Thus, by using the air supply to the sealed
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も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17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。
In addition, it goes without saying that the embodiment described above can be changed without departing from the spirit of the present invention. In the embodiment described above, the case where the ceramic
11 セラミックグリーンシート(被印刷物)
15 ステージ
16 インク
17 インク吐出部(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(赤外線ランプ)
23 密閉部
24 排出パイプ
25 遠赤外線カットフィルタ
26 供給パイプ
27 パッキン
30 密閉空間
31 給排気制御装置
32 ステージ温度制御装置(ステージ温度制御機構)
40 給排気機構
11 Ceramic green sheet (printed material)
15
20
23 Sealing
40 Air supply / exhaust mechanism
Claims (9)
前記被印刷物及び前記ステージを覆い密閉空間を形成する乾燥ユニットと
を備えるインク乾燥装置であって、
前記乾燥ユニットは、前記密閉空間への給気及び前記密閉空間からの排気を行う給排気機構を備えることを特徴とするインク乾燥装置。 A stage on which a substrate to be printed with ink is placed;
An ink drying apparatus comprising: a drying unit that covers the substrate and the stage to form a sealed space;
The ink drying apparatus, wherein the drying unit includes an air supply / exhaust mechanism that supplies air to the sealed space and exhausts air from the sealed space.
該ステージに載置された被印刷物にインクでパターン印刷する印刷ユニットと、
前記被印刷物及び前記ステージを覆い密閉空間を形成する乾燥ユニットと、
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、前記密閉空間への給気及び前記密閉空間からの排気を行う給排気機構を備えることを特徴とするパターン印刷装置。 A stage on which the substrate is placed;
A printing unit for printing a pattern with ink on a substrate to be printed placed on the stage;
A drying unit that covers the substrate and the stage to form a sealed space;
A pattern printing apparatus comprising: a replacement mechanism that replaces the printing unit and the drying unit above the substrate to be printed,
The pattern printing apparatus, wherein the drying unit includes an air supply / exhaust mechanism that supplies air to the sealed space and exhausts air from the sealed space.
該ステージに載置された被印刷物にインクでパターン印刷する印刷ユニットと、
前記被印刷物及び前記ステージを覆い密閉空間を形成する乾燥ユニットと、
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実行することが可能なパターン印刷方法であって、
前記パターン印刷装置は、前記密閉空間への給気及び前記密閉空間からの排気を行うことを特徴とするパターン印刷方法。 A stage on which the substrate is placed;
A printing unit for printing a pattern with ink on a substrate to be printed placed on the stage;
A drying unit that covers the substrate and the stage to form a sealed space;
A pattern printing method that can be executed by a pattern printing apparatus comprising: a replacement mechanism that replaces the printing unit and the drying unit above the substrate,
The pattern printing method according to claim 1, wherein the pattern printing apparatus performs air supply to the sealed space and exhaust from the sealed space.
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