JP2022025224A

JP2022025224A - 印刷装置

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Publication number: JP2022025224A
Application number: JP2020127916A
Authority: JP
Inventors: 進一幸川; Shinichi Kokawa; 裕一石本; Yuichi Ishimoto; 肇細田; hajime Hosoda; 良太浅井; Ryota Asai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: JP7380472B2

Abstract

【課題】シートに転写される印刷パターンの印刷精度を向上可能な印刷装置を提供する。【解決手段】本発明の印刷装置１は、外周面に印刷パターン３形状の凹部１２が形成され、版胴軸１１を中心として回転可能な版胴１０と、印刷用のペースト２１を前記凹部１２に供給する供給部２０と、前記版胴軸１１と平行な圧胴軸３１を中心として回転可能で、印刷対象であるシート２を、前記版胴１０との間に挟持するとともに前記版胴１０側に押圧し、前記凹部１２に供給された前記ペースト２１を前記シート２に転写させる圧胴３０と、前記圧胴３０を操作して、前記シート２の前記版胴１０に対する接触状態を調整する調整部４０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、印刷装置に関する。

積層セラミックコンデンサなどの積層型電子部品は、セラミックグリーンシートに導電性のペーストで電極用の印刷パターンを印刷し、そのシートを積層して得られたマザーブロックを切断した積層体チップを用いて製造される。
セラミックグリーンシートに印刷パターンを印刷する際、外周面に印刷パターン形状の凹部が形成された版胴と、導電性のペーストを凹部に供給する供給部と、版胴と平行に配置され、セラミックグリーンシートを版胴との間に挟持するとともに版胴側に押圧し、凹部に保持されているペーストをセラミックグリーンシートに転写させる圧胴と、を備える印刷装置が用いられている（特許文献１参照）。

特開平８－３１６０９１号公報

ここで、印刷の際、セラミックグリーンシートに生じる歪みにより、セラミックグリーンシートが版胴に対してシートの流れ方向に不均一に接触する場合がある。そうすると、版胴から転写された印刷パターンにずれや歪みが発生したりする場合がある。

本発明は、シートに転写される印刷パターンの印刷精度を向上可能な印刷装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は外周面に印刷パターン形状の凹部が形成され、版胴軸を中心として回転可能な版胴と、印刷用のペーストを前記凹部に供給する供給部と、前記版胴軸と平行な圧胴軸を中心として回転可能で、印刷対象であるシートを、前記版胴との間に挟持するとともに前記版胴側に押圧し、前記凹部に供給された前記ペーストを前記シートに転写させる圧胴と、前記圧胴を操作して、前記シートの前記版胴に対する接触状態を調整する調整部と、を備える印刷装置を提供する。

本発明によれば、シートに転写される印刷パターンの印刷精度を向上可能な印刷装置を提供することができる。

第１実施形態の印刷装置を示す概略図である。印刷装置の、版胴軸及び圧胴軸と直交する方向の断面図である。積層セラミックコンデンサの断面図である。積層セラミックコンデンサの製造工程を説明する図である。第２実施形態の印刷装置を説明する図である。図５の状態から、複数の調整軸の内の一つを圧胴軸に近接させ、他の調整ｄを圧胴軸に対して傾けた場合を示す図である。第３実施形態の印刷装置を説明する図である。第４実施形態の印刷装置を説明する図である。第５実施形態の印刷装置を説明する図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る印刷装置１について説明する。図１は、第１実施形態の印刷装置１を示す概略図である。第１実施形態の印刷装置１は、例えば、後述の積層セラミックコンデンサ１００などの積層型電子部品を作製するために使用される印刷装置１であって、シートとして、セラミックグリーンシート２に内部電極となる印刷パターン３を印刷する装置である。

印刷装置１は、印刷パターン３の形状の凹部１２が形成された円筒状の版胴１０と、ペーストとして電極用の導電性ペースト２１が貯留されたペースト供給部２０と、版胴１０との間にセラミックグリーンシート２を挟持する圧胴３０とを備える。以下、版胴１０に対してペースト供給部２０が配置されている側を下とする。圧胴３０は版胴１０の上部に配置されている。

（セラミックグリーンシート２）
セラミックグリーンシート２は、セラミックス粉末、バインダ及び溶剤を含むセラミックスラリーがキャリアフィルム上においてダイコータ、グラビアコータ、マイクログラビアコータ等を用いてシート状に成形された帯状のシートである。

（版胴１０）
版胴１０は水平に延びる版胴軸１１を中心として回転可能な円筒状又は円柱状部材である。版胴１０は、外周面にセラミックグリーンシート２に印刷される印刷パターン３の形状に対応した、複数の凹部１２が形成されている。凹部１２は、実施形態では、例えば、深さが５～５０μｍの矩形で、フォトマスク原版を用いたエッチングや彫刻などによって形成される。複数の凹部１２は互いに同形で、版胴１０の軸方向と円周方向に、一定の間隔で整列して形成されている。以下、版胴軸１１が延びる方向を軸方向とする。

（ペースト供給部２０）
ペースト供給部２０は、版胴１０の下に配置されている、導電性ペーストの貯留槽である。導電性ペースト２１は、例えば、導体材料として、０．０３～１μｍの粒子径を有するＮｉ粉末を含む。また、バインダとして樹脂が使用される。さらに、焼結時の収縮を制御するためのセラミック材料、分散剤などが添加されている。導電性ペースト２１はペースト供給部２０に貯留され、版胴１０の下方部分が導電性ペースト２１に浸漬されている。それにより、版胴１０外周面の凹部１２に導電性ペースト２１が入り込む。

（ブレード１４）
版胴１０の側部にはブレード１４が配置されている。ペースト供給部２０に蓄えられた導電性ペースト２１が版胴２２の凹部１２に導入され、セラミックグリーンシート２との接触部分まで導電性ペースト２１が運ばれる。その途中において、ブレード１４が版胴１０の表面に押し当てられる。このブレード１４によって、版胴２２表面の凹部１２以外の部分に付着した導電性ペースト２１が掻き落とされる。

（圧胴３０）
圧胴３０は、版胴１０の上に配置され、版胴軸１１と略平行な圧胴軸３１を中心として回転する円筒状又は円柱状部材である。圧胴３０の外周面は弾性部材で覆われている。弾性部材は、シリコーンゴムやウレタンゴム等のゴム部材又は樹脂材で製造されているが、これに限定されず、他の弾性材料で製造されていてもよい。

圧胴３０は、版胴１０との間にセラミックグリーンシート２を挟持し、セラミックグリーンシート２を版胴１０側に押圧する。
圧胴３０の外周面は上述のように弾性部材で覆われているため、版胴１０側に押圧されると、圧胴３０の外周面は弾性変形する。

圧胴３０と版胴１０との間にセラミックグリーンシート２が挟持され、版胴１０と圧胴３０とが回転してセラミックグリーンシート２が搬送される。
このとき、ペースト供給部２０に蓄えられた導電性ペースト２１が、版胴１０の凹部１２内に入り込み、セラミックグリーンシート２との接触部まで運ばれる。
セラミックグリーンシート２は、圧胴３０によって版胴１０の外周面に押し当てられ、版胴１０の凹部１２に充填されている導電性ペースト２１は、ニップ幅によって規定される範囲内でセラミックグリーンシート２に転写されて、セラミックグリーンシート２に印刷パターン３が形成される。

ここで、セラミックグリーンシート２は、薄層化が進むとシートの搬送方向に歪みやすくなる。ゆえに、歪みや変形が生じていると、セラミックグリーンシート２が版胴１０と圧胴３０との間に挟持されたときに、印刷される図形が所望の配置で印刷できなくなる可能性がある。そうなると、積層時に内部電極の位置ずれなどが生じることになる。

（調整部４０）
そこで、実施形態では、圧胴３０を操作してセラミックグリーンシート２の版胴１０に対する接触状態を調整する調整部４０が設けられている。図２は、調整部４０の動作を説明する、印刷装置１の版胴軸１１及び圧胴軸３１と直交する方向の断面図である。

第１実施形態において調整部４０は、圧胴３０の側部であって、セラミックグリーンシート２の搬送方向の上流側に配置され、圧胴軸３１と略平行な調整軸４１を中心として回転する円筒状又は円柱状部材である。

ここで、調整軸４１は、基本的な状態においては圧胴軸３１と略平行であるが、調整軸４１の圧胴軸３１との間の距離、又は調整軸４１の圧胴軸３１に対する傾きの少なくとも一方が可変である。
具体的には、図１に示すように、調整部４０の調整軸４１の一端には駆動部４２ａ、他端には駆動部４２ｂが設けられており、駆動部４２ａ及び駆動部４２ｂは制御部４３に接続されている。制御部４３の制御により、調整軸４１の圧胴軸３１との間の距離、又は調整軸４１の圧胴軸３１に対する傾きの少なくとも一方が可変である。

例えば、まず、テスト印刷としてセラミックグリーンシート２に印刷パターン３を印刷する。このとき、印刷された印刷パターン３において、セラミックグリーンシート２の軸方向の一方が他方に比べて先行して搬送方向に歪んで搬送されたとする。この場合、先行した方のニップ幅を狭くすることで、搬送方向への印刷ずれを抑制することができる。

そこで、制御部４３により駆動部４２ａ及び駆動部４２ｂを操作し、歪んで印刷される調整軸４１の一方を圧胴３０に近づける。そうすると、図２に示すように、調整部４０における、調整軸４１が近づいた方の外周面が、圧胴３０の外周面を押圧する。圧胴３０の外周面は弾性部材であるため押圧されて、径が小さくなる方向に変形する。
そうすると、幅方向の一方の圧胴３０と版胴１０との接触幅であるニップ幅が、Ｎ０からＮ１へと縮小する。ニップ幅の変化に対応してセラミックグリーンシート２と版胴１０との搬送方向の接触幅が減少するので、セラミックグリーンシート２を搬送する力が弱くなり、歪みが是正される。ゆえに、セラミックグリーンシート２の軸方向の一方の印刷パターンの配置を調整することができる。

すなわち、セラミックグリーンシート２に歪みや変形が生じていても、調整部４０によりニップ幅を調整することで、セラミックグリーンシート２の送り量を調整することができる。これによって、印刷パターン３の印刷歪みを解消することができ、セラミックグリーンシート２に転写される印刷パターン３の印刷精度を向上することができる。

（積層セラミックコンデンサ１００の製造方法）
このようにして、歪みが解消された印刷パターン３が印刷されたセラミックグリーンシート２を用いて、図３に示すような積層セラミックコンデンサ１００が作成される。図４は、積層セラミックコンデンサ１００の製造工程を説明する図である。なお、図４は積層工程を分かりやすくするために、図３の積層セラミックコンデンサ１００に比べて長さ方向Ｌの積層方向Ｔに対する縮尺が縮小されている。

まず、印刷パターン３が印刷されたセラミックグリーンシート２が帯用の状態から所定長さで切断される。切断されたセラミックグリーンシート２は、図４に示すように、印刷パターン３が隣り合うセラミックグリーンシート２間において長さ方向Ｌにおいて半ピッチずつずれるようして積み重ねられる。さらに、複数枚積層されたセラミックグリーンシート２の積層方向の両側に、外層部となる外層部用セラミックグリーンシート２が積み重ねられる。
そして、セラミックグリーンシート２の積層体は、１つのセラミックグリーンシート２上における隣接する印刷パターン３間のギャップ部分において切断され、積層体チップが形成される。
この積層体チップにおける印刷パターン３が露出した端部に導電性ペーストが塗布され、焼結されて外部電極２３が形成され、図３の積層セラミックコンデンサ１００が製造される。

以上、本実施形態の印刷装置１によると、セラミックグリーンシート２への印刷パターン３の印刷歪みを解消することができ、セラミックグリーンシート２に転写される印刷パターン３の印刷精度を向上することができる。ゆえに、積層セラミックコンデンサ１００の歩留まりが向上し、製品精度も向上する。

（第２実施形態）
図５は第２実施形態の印刷装置２０１を説明する図である。第２実施形態の印刷装置２０１が第１実施形態の印刷装置１と異なる点は、調整部２４０であり、それ以外の共通部分は同一の符号を付してその説明は省略する。

（調整部２４０）
第２実施形態の調整部２４０は、圧胴３０の側方であって、セラミックグリーンシート２の搬送方向の上流側に配置され、圧胴軸３１と基本的な状態において略平行な調整軸２４１を中心として回転する円筒状又は円柱状部材である点は第１実施形態と同様である。

しかし、第２実施形態の調整部２４０は、調整軸２４１に沿った方向に複数に分割されている。なお、実施形態では調整部２４０ａ、調整部２４０ｂ、調整部２４０ｃ及び調整部２４０ｄの４つに分割されているが分割の数はこれに限定されない。
調整部２４０ａ、調整部２４０ｂ、調整部２４０ｃ及び調整部２４０ｄのそれぞれの調整軸２４１ａ、調整軸２４１ｂ、調整軸２４１ｃ及び調整軸２４１ｄは、それぞれが、圧胴３０の圧胴軸３１との間の距離又は傾きの少なくとも一方が可変である。
図６は、図５の状態から、一例として、調整軸２４１ｂを圧胴軸３１に近接させ、調整軸２４１ｄを圧胴軸３１に対して傾けた場合を示す図である。

本実施形態によると、第１実施形態よりも、調整部２４０によるニップ幅の調整を、部分的に行うことができる。テスト印刷を行った結果をもとに、セラミックグリーンシート２の版胴１０に対する接触面積の調整が部分ごとに可能となり、印刷パターン３のずれや変形の高精度な調整が可能となる。

（第３実施形態）
図７は第３実施形態の印刷装置３０１を説明する図である。第３実施形態の印刷装置３０１が第２実施形態の印刷装置１と異なる点は、調整部３４０であり、それ以外の共通部分は同一の符号を付してその説明は省略する。

第３実施形態において調整部３４０は、第１調整部３４０Ａと第２調整部３４０Ｂとの２本設けられている。それぞれが、円柱又は円筒部材であり、それぞれの調整軸３４１Ａ及び調整軸３４１Ｂに沿った方向に複数に分割されている。

第２実施形態と同様に、第１調整部３４０Ａは、第１調整部３４０Ａａ、第１調整部３４０Ａｂ、第１調整部３４０Ａｃ及び第１調整部３４０Ａｄに分割されている。
そして、第１調整部３４０Ａは、第１調整部３４０Ａａ、第１調整部３４０Ａｂ、第１調整部３４０Ａｃ及び第１調整部３４０Ａｄのそれぞれの第１調整軸３４１Ａａ、第１調整軸３４１Ａｂ、第１調整軸３４１Ａｃ及び第１調整軸３４１Ａｄは、それぞれが、圧胴３０の圧胴軸３１との間の距離又は傾きの少なくとも一方が可変である。

また、第２調整部３４０Ｂも、第２調整部３４０Ｂａ、第２調整部３４０Ｂｂ、第２調整部３４０Ｂｃ及び第２調整部３４０Ｂｄに分割されている。
そして、第２調整部３４０Ｂは、第２調整部３４０Ｂａ、第２調整部３４０Ｂｂ、第２調整部３４０Ｂｃ及び第２調整部３４０Ｂｄのそれぞれの第２調整軸３４１Ｂａ、第２調整軸３４１Ｂｂ、第２調整軸３４１Ｂｃ及び第２調整軸３４１Ｂｄは、それぞれが、圧胴３０の圧胴軸３１との間の距離又は傾きの少なくとも一方が可変である。

また、第３実施形態では第１調整部３４０Ａと第２調整部３４０Ｂとの分割部は、軸方向において位置がずれている。例えば、第１調整部３４０Ａａと第１調整部３４０Ａｂとの切れ目と、第２調整部３４０Ｂａと第２調整部３４０Ｂｂとの切れ目が、横方向に重なっていない。
すなわち、圧胴３０の外周面上において、第１調整部３４０Ａａと第１調整部３４０Ａｂとの切れ目は第１調整部３４０Ａによって押圧できないことになるが、第２調整部３４０Ｂａによって押圧可能となる。第１調整部３４０Ａの他の切れ目も、第２調整部３４０Ｂの他の部分によって押圧可能となる。ゆえに、第１調整部３４０Ａの切れ目の位置においても、圧胴３０の外周面の押圧量を精度よく調整することができる。
ただし、これに限定されず、第３実施形態は、調整部３４０が第１調整部３４０Ａと第２調整部３４０Ｂとの２本設けられていればよく、第１調整部３４０Ａと第２調整部３４０Ｂとの分割部は、軸方向においてずれていなくてもよい。

第３実施形態によると、調整部３４０が第１調整部３４０Ａと第２調整部３４０Ｂとの２本設けられているので、第２実施形態よりも、さらに、調整部３４０によるニップ幅の均一化の調整が、より精度良く行うことができる。これにより、セラミックグリーンシート２の変形状態を調整の精度が向上し、印刷パターン３のずれや変形の高精度な調整が可能となる。

（第４実施形態）
図８は第４実施形態の印刷装置４０１を説明する図である。第４実施形態の印刷装置４０１が第１実施形態の印刷装置１と異なる点は、調整部４４０であり、それ以外の共通部分は同一の符号を付してその説明は省略する。

図８において符号３２Ａおよび符号３２Ｂは、圧胴軸３１の固定部である。圧胴軸３１の固定部は、他の実施形態では図示していないが、他の実施形態においても設けられている。固定部３２Ａにより圧胴軸３１の一方が回転可能に保持され、固定部３２Ｂにより圧胴軸３１の他方が回転可能に保持されている。

（調整部４４０）
第４実施形態の調整部４４０は、圧胴３０を操作して、セラミックグリーンシート２の版胴１０に対する接触状態を調整するものである点は、他の実施形態と同様である。
しかし、第４実施形態の調整部４４０は、圧胴３０の圧胴軸３１の両端に取り付けられ、保持している圧胴軸３１の部分の版胴軸１１からの距離を変更する。

固定部３２Ａに保持されている圧胴軸３１の一端側は、固定部３２Ａの両側で、さらに第１調整部４４１と、第２調整部４４２とにより回転可能に保持されている。固定部３２Ｂに保持されている圧胴軸３１の他端側は、固定部３２Ａの両側で、さらに第３調整部４４３と、第４調整部４４４とにより回転可能に保持されている。

第１調整部４４１は、圧胴軸３１における固定部３２Ａに固定されている部分の一方を、その圧胴軸３１における固定部３２Ａに固定されている部分に対して上下動可能である。第２調整部４４２は、圧胴軸３１における固定部３２Ａに固定されている部分の他方を、その圧胴軸３１における固定部３２Ａに固定されている部分に対して上下動可能である。第３調整部４４３は、圧胴軸３１における固定部３２Ｂに固定されている部分の一方を、その圧胴軸３１における固定部３２Ｂに固定されている部分に対して上下動可能である。第４調整部４４４は、圧胴軸３１における固定部３２Ｂに固定されている部分の他方を、その圧胴軸３１における固定部３２Ｂに固定されている部分に対して上下動可能である。

そして、これらの第１調整部４４１と、第２調整部４４２と、第３調整部４４３と、第４調整部４４４とは、それぞれ独立して上下動可能である。印刷装置４０１の調整部４４０は、第１調整部４４１、第２調整部４４２、第３調整部４４３及び第４調整部４４４を、それぞれ独立して上下動させることによりに圧胴軸３１を湾曲させることができる。
ゆえに、軸方向の位置によって、圧胴軸３１の版胴軸１１との間の距離を変えることができる。圧胴軸３１の版胴軸１１との間の距離が近くなると、互いの押圧力が大きくなるのでニップ幅が増加し、圧胴軸３１の版胴軸１１との間の距離が遠くなると、互いの押圧力が小さくなるのでニップ幅が減少する。

これにより、セラミックグリーンシート２に歪みや変形が生じていても、調整部４４０によりニップ幅を均一にすることができセラミックグリーンシート２の変形状態を調整可能となる。そしてセラミックグリーンシート２の変形状態を調整することによって、印刷パターンのずれが調整可能となる。

（第５実施形態）
図９は第５実施形態の印刷装置５０１を説明する図である。第５実施形態の印刷装置５０１が第１実施形態の印刷装置１と異なる点は、調整部５４０であり、それ以外の共通部分は同一の符号を付してその説明は省略する。

（調整部５４０）
第５実施形態の調整部５４０は、圧胴３０を操作して、セラミックグリーンシート２の版胴１０に対する接触状態を調整するものである点は、他の実施形態と同様である。
調整部５４０は、圧胴３０の外周に装着される筒部材である。調整部５４０は、一定の厚みを有し、圧胴３０の材質と同様で、圧縮空気により径方向に伸縮可能である。また、ゴム又は樹脂であり、圧胴３０の外周への装着が容易な部材で、圧胴３０に調整部５４０を装着することで、径の大きさを変化させることが可能である。

実施形態では２つの調整部５４０が、圧胴３０の外周に装着されている。そして調整部５４０が、圧胴３０の外周に装着されることにより、装着された部分では、圧胴軸３１の外径が大きくなるので、互いの押圧力が大きくなるのでニップ幅が増加する。
これにより、セラミックグリーンシート２に歪みや変形が生じていても、調整部５４０によりニップ幅を均一にすることができ、セラミックグリーンシート２の変形状態を調整可能となる。そしてセラミックグリーンシート２の変形状態を調整することによって、印刷パターンのずれが調整可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。例えば実施形態ではセラミックグリーンシート２に導電性ペースト２１が印刷される例について説明したが、これに限定されず、セラミックペーストが印刷されるものであってもよい。

１，２０１，３０１，４０１，５０１印刷装置
２セラミックグリーンシート
３印刷パターン
１０版胴
１１版胴軸
１２凹部
２０ペースト供給部
２１導電性ペースト
２３外部電極
３０圧胴
３１圧胴軸
４０，２４０，３４０，４４０，５４０調整部
４１，２４１，３４１Ａ．３４０Ｂ調整軸
１００積層セラミックコンデンサ

Claims

外周面に印刷パターン形状の凹部が形成され、版胴軸を中心として回転可能な版胴と、
印刷用のペーストを前記凹部に供給する供給部と、
前記版胴軸と平行な圧胴軸を中心として回転可能で、印刷対象であるシートを、前記版胴との間に挟持するとともに前記版胴側に押圧し、前記凹部に供給された前記ペーストを前記シートに転写させる圧胴と、
前記圧胴を操作して、前記シートの前記版胴に対する接触状態を調整する調整部と、
を備える印刷装置。
前記調整部は、前記圧胴の外周面を押圧して変形させる、
請求項１に記載の印刷装置。
前記調整部は、前記圧胴軸との間の距離又は前記圧胴軸に対する傾きの少なくとも一方を変更可能な調整軸を中心として回転可能な円筒又は円柱部材である、
請求項２に記載の印刷装置。
前記調整部は、前記調整軸に沿った方向に複数に分割され、分割された前記調整軸はそれぞれ独立して前記圧胴軸との間の距離又は前記圧胴軸に対する傾きの少なくとも一方を変更可能である、
請求項３に記載の印刷装置。
前記調整部は、前記圧胴軸を変形させる圧胴軸変形装置である、
請求項１に記載の印刷装置。
前記調整部は、前記圧胴の外周に装着される外装部材である、
請求項１に記載の印刷装置。