JP4102772B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、レジストなどを印刷マスク（スクリーンマスク）を介して被印刷体であるワークに印刷するスクリーン印刷装置に関する。特に、間欠搬送される帯状ワークにスクリーン印刷する印刷装置において、既設の印刷マスクを印刷パターンのサイズが異なる印刷マスクに付け換えた場合でも、簡単な操作及び低コストの構成で良質な印刷を実現できるスクリーン印刷装置に関する。

帯状ワークにスクリーン印刷を行う印刷装置として、例えば特開２００３−２３１２３８号公報に開示された発明のように、間欠搬送される帯状ワークにスクリーン印刷を行った後、印刷済みの帯状ワークを下方に傾斜させて送り出すタイプの印刷装置が知られている。

図８は従来におけるスクリーン印刷装置８０の正面一部断面図、図９はスクリーン印刷装置８０で用いられる印刷マスク９０の例を示す平面図である。

図８に示すように、スクリーン印刷装置８０は、ベースステージ８１と、ベースステージ８１の上にボルト等の締付け部材により固定される印刷ステージ８２と、印刷パターン９１が形成された印刷マスク９０を保持するマスクホルダ８３と、スキージ８４とを備える。印刷ステージ８２は水平面部８２Ｈと傾斜部８２Ｄとを備える。

スクリーン印刷装置８０は、印刷動作開始前において、印刷マスク９０と印刷ステージ８２とが次のように位置合わせされている。すなわち、印刷マスク９０における印刷パターン９１の前縁部９２と、印刷ステージ８２における水平面部８２Ｈと傾斜部８２Ｄとの境界部８２Ｂとが、水平面部８２Ｈにおける搬送方向Ｘについてほぼ一致するようにされている。

スクリーン印刷装置８０による印刷は、スキージ８４が印刷マスク９０の印刷パターン９１を介して印刷ステージ８２の水平面部８２Ｈ上で帯状ワークＷＫを押圧してインク（レジスト）を定着させることにより行う。印刷時は、マスクホルダ８３が水平面部８２Ｈの間際まで下降し、間欠搬送された帯状ワークＷＫは、印刷ステージ８２上で真空圧により吸着保持される。

印刷が終わると、帯状ワークＷＫ及び印刷マスク９０は印刷ステージ８２から上方に離れる。そして、印刷済み部分が傾斜部８２Ｄに来ると同時に次の被印刷部分が印刷パターン９２の真下に来るように、帯状ワークＷＫは所定ピッチだけ間欠搬送される。印刷済み部分が傾斜部８２Ｄに来ることにより、印刷済み部分は印刷マスク９０から「逃げる」形になるため、印刷済み部分の未乾燥インクにより印刷マスク９０が汚れることが防止される。印刷パターン９１の前縁部９２と境界部８２Ｂとを、搬送方向Ｘについてほぼ一致させているのは、帯状ワークＷＫにおける印刷パターン９１間のピッチを狭くできるからである。

スクリーン印刷装置８０において、既設の印刷マスク９０Ａを別の印刷パターン９１Ｂが形成された印刷マスク９０Ｂに付け換えた場合は、印刷マスク９０Ｂにおける印刷パターン９１Ｂの前縁部９２Ｂと、境界部８２Ｂとを搬送方向Ｘについてほぼ一致させるために、次のような方法を用いていた。すなわち、境界部８２Ｂの搬送方向Ｘにおける位置を、印刷パターン９１Ｂの前縁部９２Ｂの搬送方向Ｘにおける位置にほぼ一致させるように、印刷パターン９１Ｂを印刷マスク９０Ｂ上に配置する。または、印刷ステージ８２を上記条件を満たすものに付け換える。

特開２００３−２３１２３８号公報

しかし、前者の方法によると、印刷領域のサイズによっては印刷パターン９１が印刷マスク９０の中央から片寄ることになる。このためインクの膜厚が不均一となったり、線幅がばらついたりして印刷の品質が劣化するという問題があった。後者の方法によると、印刷ステージ８２の付け換え作業に手間が掛かると共に、異なる形状の印刷ステージ８２を多数製造する必要がありコストが高くつくという問題があった。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、間欠搬送される帯状ワークにスクリーン印刷を行う印刷装置において、既設の印刷マスクを印刷パターンのサイズが異なる印刷マスクに付け換えた場合でも、簡単な操作及び低コストの構成で良質なスクリーン印刷を実現できるスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、図２から図７によく示されるように、印刷ステージ３１の保持面３１ａ上に保持され間欠搬送される帯状ワークＷＫに印刷マスク７０を介してスクリーン印刷を行うと共に、印刷済みの帯状ワークＷＫを前記保持面３１ａから下方に傾斜させて送り出すスクリーン印刷装置において、前記保持面３１ａにおける帯状ワークＷＫの搬送方向Ｘに沿って前記ステージ３１を手動操作により可動固定自在とするステージ移動固定自在手段３６と、前記印刷マスク７０を保持するマスクホルダ３２とを備え、前記ステージ移動固定自在手段３６は、少なくとも、最大サイズの印刷パターン７１Ｂが形成された印刷マスク７０Ｂを前記マスクホルダ３２に保持した際における当該最大サイズの印刷パターン７１Ｂの前縁部７２Ｂと、最小サイズの印刷パターン７１Ａが形成された印刷マスク７０Ａを前記マスクホルダ３２に保持した際における当該最小サイズの印刷パターン７１Ａの前縁部７２Ａとの間に、前記印刷ステージ３１の前縁部３１Ｅが位置できるように前記印刷ステージ３１を移動固定自在に構成される。

請求項１の発明では、印刷動作開始前に、次のようにして、印刷マスク７０における印刷パターン７１の前縁部７２と、印刷ステージ３１における前縁部３１Ｅとが、搬送方向Ｘについてほぼ一致するように、印刷ステージ３１の位置合わせを行う。すなわち、ステージ移動固定自在手段３６により、印刷ステージ３１を搬送方向Ｘに沿って移動させる。そして、印刷ステージ３１の前縁部３１Ｅが、印刷マスク７０における印刷パターン７１の前縁部７２の直下に来た位置で固定する。以上の作業が終了したら、自動印刷運転を開始する。

既設の印刷マスク７０を、印刷パターンのサイズが異なる印刷マスクに付け換えた場合は、その印刷マスクについて上と同様な操作を行えばよい。印刷マスクと印刷ステージ３１との位置関係を適切なものとするために、従来のように、印刷パターン７１を印刷マスク７０上に中央から片寄らせて配置したり、印刷ステージ３１を付け換えたりする必要がない。つまり、簡単な操作及び低コストの構成で良質なスクリーン印刷が実現できる。

ここで、印刷ステージ３１の前縁部３１Ｅは、最大サイズの印刷パターン７１Ｂの前縁部７２Ｂと、最小サイズの印刷パターン７１Ａの前縁部７２Ａとの間に位置できるため、マスクホルダ３２に保持される全サイズの印刷パターン７１の印刷マスク７０について上記位置合わせが可能となる。

請求項２の発明では、図３から図６によく示されるように、前記ステージ移動固定自在手段３６は、前記搬送方向Ｘに平行に配されたガイドレール３６１と、前記印刷ステージ３１に設けられ前記ガイドレール３６１に摺動自在に係合するスライド部材３６２と、前記印刷ステージ３１の前記搬送方向Ｘへの移動を規制する規制部材３７とを備える。請求項２の発明によると、印刷ステージ３１は、ガイドレール３６１上を搬送方向Ｘにスムーズに移動可能になると共に任意の位置で停止及び固定可能となるため、位置合わせ操作が簡単にできる。具体的には次のように行う。まず、規制部材３７を規制位置から開放する。次に、印刷ステージ３１を搬送方向Ｘに沿ってガイドレール３６１上をスライドさせ、印刷ステージ３１の前縁部３１Ｅが、印刷マスク７０における印刷パターン７１の前縁部７２の直下に来た位置で停止させる。最後に、規制部材３７を規制位置にする。

請求項３の発明では、図４及び図５によく示されるように、前記ガイドレール３６１は、所定の間隔をもって互いに対向して同一水平面上に２本設けられ、前記スライド部材３６２は前記ガイドレール３６１のそれぞれに摺動自在に係合してなる。請求項３の発明によると、印刷ステージ３１は２本のガイドレールにより支えられるので安定性がよい。

本発明によると、間欠搬送される帯状ワークにスクリーン印刷する印刷装置において、既設の印刷マスクを印刷パターンのサイズが異なる印刷マスクに付け換えた場合でも、簡単な操作及び低コストの構成で良質な印刷を実現できる。

図１は本発明に係るスクリーン印刷装置１の全体正面図、図２は印刷機３０及びグリップフィード機構４０を拡大して示す図、図３は本発明の要部を示す正面一部断面図、図４は本発明の要部を示す平面一部断面図、図５は本発明の要部を示す側面一部断面図、図６は規制部材３７を示す図、図７はマスクホルダ３２に保持された印刷マスク７０の例を示す平面図である。

図１に示すように、スクリーン印刷装置１は、ワーク巻出し機１０と第１緊張機構２０と印刷機３０とグリップフィード機構４０と第２緊張機構５０とワーク巻取機６０とから構成される。

ワーク巻出し機１０は、ワーク巻出しリール１１とワーク保護テープリール１２とガイドローラ１３とから構成される。ワーク巻出しリール１１から保護テープを分離しつつ巻き出された帯状ワークＷＫは、第１緊張機構２０に間欠搬送される。

第１緊張機構２０は、二つのガイドローラ１３の下方に配置した空箱２２で構成される。該空箱２２は吸引ファン２５に接続されると共に、側部には帯状ワークＷＫのループ下端を検知する上限センサ２３と下限センサ２４が設けられている。

印刷機３０は、印刷ステージ３１とマスクホルダ３２とスキージ３８とステージ移動固定自在手段３６と昇降ガイドローラ２１、２２と三方弁３３とを備える。印刷ステージ３１は、帯状ワークＷＫを吸着保持するための水平面部３１ａを有する。水平面部３１ａには吸着穴が複数あいており、内部に空気通路３４が形成されている。空気通路３４は、印刷ステージ３１の下面において、可動ホース３５を介して三方弁３３に接続される。三方弁３３により、真空引きと、大気または圧空との切換えが行われる。

マスクホルダ３２は、印刷ステージ３１と平行に一定の間隔で配置され、印刷パターン７１の形成された印刷マスク７０を保持する。スキージ３８は、印刷ステージ３１上に吸着保持された帯状ワークＷＫに印刷マスク７０を介してインクを押圧する。本発明の特徴となる移動固定自在手段３６は、印刷ステージ３１及びその下方に設けられ詳細は後述する。

グリップフィード機構４０は、固定グリップ４１と移動グリップ４２とを備え、移動グリップ４２は螺子棒４４に螺合し駆動モータ４３により移動し得る。４５は傾斜取付台である。なお、グリップフィード機構４０は本発明の傾斜手段に相当する。搬送される帯状ワークＷＫは、印刷ステージ３１の前縁３１Ｅで下方に傾斜することになる。

第２緊張機構５０は、二つのガイドローラ５１の下方に配置した空箱５２で構成され、該空箱５２は吸引ファン５５に接続されると共に、側部には帯状ワークＷＫのループ下端を検知する上限センサ５３と下限センサ５４とが設けられている。なお、第２緊張機構５０の後段に、更に乾燥ユニット及び第３緊張機構を設けてもよい。

ワーク巻取機６０は、ワーク巻取リール６１とワーク保護テープ用リール６２とを備え、帯状ワークＷＫはワーク保護テープを介在してワーク巻取リール６１に巻上げられる。また、ワーク巻取機６０の背面からは、図示しないブロアーによって乾燥空気が噴出されており、印刷済みの帯状ワークＷＫの表面を乾燥させながら巻き取り、巻取り後も帯状ワークＷＫを乾燥させている。

次に、図３から図７を参照して、ステージ移動固定自在手段３６の構成及びその作用について説明する。図７において、図７（Ａ）はマスクホルダ３２に保持された最小サイズの印刷パターン７１Ａの形成された印刷マスク７０Ａを示し、図７（Ｂ）はマスクホルダ３２に保持された最大サイズの印刷パターン７１Ｂの形成された印刷マスク７０Ｂを示す。

ステージ移動固定自在手段３６は、ガイドレール３６１とスライド部材３６２と規制部材３７とを備える。ガイドレール３６１は、基台ＢＳ上に合計２本配設される。それらは、搬送方向Ｘに平行に且つ同一水平面において所定の間隔をもって互いに対向するように配設される。スライド部材３６２は、合計４つ印刷ステージ３１の底部両端にそれぞれ左右対称に取付けられる。両端２つずつのスライド部材３６２は、それぞれ対応する側のガイドレール３６１に摺動自在に係合している。これにより、印刷ステージ３１は、ガイドレール３６１上を搬送方向Ｘにスムーズに移動可能になると共に任意の位置で停止可能となる。

図６に示すように、規制部材３７は、レバー取付け板３７３とロック機構付きレバー３７１と長尺板３７４とから構成される。ロック機構付きレバー３７１は、印刷ステージ３１の片側底部にレバー取付け板３７３を介して取り付けられる。長尺板３７４は、基台ＢＳに取り付けられ、長穴３７５があけられている。長穴３７５は、貫通したロック機構付きレバー３７１のボルト部３７２を、搬送方向Ｘに沿って移動可能とする。ロック機構付きレバー３７１を締め付けることにより、レバー取付け板３７３は長尺板３７４に固定される。これにより、印刷ステージ３１の搬送方向Ｘへの移動が規制される。

図３に示すように、ステージ移動固定自在手段３６は、少なくとも、最大サイズの印刷パターン７１Ｂが形成された印刷マスク７０Ｂをマスクホルダ３２に保持した際における当該最大サイズの印刷パターン７１Ｂの前縁部７２Ｂと、最小サイズの印刷パターン７２Ａが形成された印刷マスク７０Ａをマスクホルダ３２に保持した際における当該最小サイズの印刷パターン７１Ａの前縁部７２Ａと間に、印刷ステージ３１の前縁部３１Ｅが位置できるように印刷ステージ３１を移動固定自在とする。

スクリーン印刷装置１においては、印刷動作開始前に、次のようにして、印刷マスク７０における印刷パターン７１の前縁部７２と、印刷ステージ３１における前縁部３１Ｅとが、搬送方向Ｘについてほぼ一致するように、印刷ステージ３１の位置合わせを行う。すなわち、まず、ロック機構付きレバー３７１を緩める。次に、印刷ステージ３１を搬送方向Ｘに沿ってガイドレール３６１上をスライドさせ、印刷ステージ３１の前縁部３１Ｅが、印刷マスク７０における印刷パターン７１の前縁部７２の直下に来た位置で停止させる。最後に、ロック機構付きレバー３７１を締め付ける。以上の作業が終了したら、自動印刷運転を開始する。

既設の印刷マスク７０をサイズが異なる印刷マスクに付け換えた場合は、その印刷マスクについて上と同様な操作を行えばよい。印刷マスクと印刷ステージ３１との位置関係を適切なものとするために、従来のように、印刷パターン７１を印刷マスク７０上に中央から片寄らせて配置したり、印刷ステージ３１を付け換えたりする必要がない。つまり、簡単な操作及び低コストの構成で良質なスクリーン印刷が実現できる。

印刷ステージの位置合わせが終了した後、印刷動作を開始する。印刷動作は、マスクホルダ３２が印刷ステージ３１の間際まで下降し、スキージ３８が印刷マスク７０の印刷パターン７１を介して印刷ステージ３１上で帯状ワークＷＫを押圧してインクを定着させることにより行う。その際、間欠搬送された帯状ワークＷＫは、印刷ステージ３１上で真空圧により吸着保持される。

帯状ワークＷＫへの印刷動作のサイクルが完了後、印刷マスク７０が上昇する。次いで、印刷ステージ３１の吸着穴の圧力が、三方弁３３により真空から大気または圧空状態に切り換えられ、帯状ワークＷＫを印刷ステージ３１から切り離すと共に、昇降ガイドローラ２１、２２を上昇させ帯状ワークＷＫを印刷マスク７０に触れない位置まで上げる。このとき、移動グリップ４２は固定グリップ４１に近い位置にあり、移動グリップ４２を開から閉にして、その直後固定グリップ４１を閉から開にする。

次に印刷しようとする印刷パターン７２が、印刷済みパターンと重ならない最小ピッチを加えた移動量だけ移動グリップ４２を移動させた後、固定グリップ４１を閉にし、移動グリップ４２を開にして固定グリップ４１側の元の位置まで戻し、待機させる。このとき、印刷ステージ３１の前後の昇降ガイドローラ２１，２２を下降させ、その際生じる帯状ワークＷＫの弛みを緊張装置２０，５０で吸収させる。

その後、印刷ステージ３１を吸着状態にして帯状ワークＷＫを固定し、印刷マスク７０を所定の位置まで降下させ、印刷マスク７０の印刷パターン７２を印刷する。なお、帯状ワークＷＫと印刷マスク７０のアライメント動作は、カメラでそれぞれのアライメントマークを認識し、印刷マスク７０をＸ軸、Ｙ軸、角度θの調整により位置合わせを行う。

上の実施形態において、印刷ステージ３１は、水平面部のみを備えたものとしたが、従来のスクリーン印刷装置のように、水平面部と傾斜部とを備えた印刷ステージを用い、該印刷ステージに対してステージ移動固定自在手段３６を設ける構成にしてもよい。その他、スクリーン印刷装置１の全体または各部の構成、構造、材質、個数などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

本発明に係るスクリーン印刷装置の全体正面図である。 印刷機及びグリップフィード機構を拡大して示す図である。 本発明の要部を示す正面一部断面図である。 本発明の要部を示す平面一部断面図である。 本発明の要部を示す側面一部断面図である。 規制部材を示す図である。 マスクホルダに保持された印刷マスクの例を示す平面図である。 従来におけるスクリーン印刷装置の正面一部断面図である。 従来におけるスクリーン印刷装置で用いられる印刷マスクの例を示す平面図である。

符号の説明

１ スクリーン印刷装置
３１ 印刷ステージ
３１ａ 水平面部（保持面）
３１Ｅ 前縁部
３２ マスクホルダ
３６ ステージ移動固定自在手段
３７ 規制部材
４０ グリップフィード機構（傾斜手段）
７０ 印刷マスク
７１ 印刷パターン
７１Ｂ 最大サイズの印刷パターン
７０Ｂ 印刷マスク
７２Ｂ 前縁部
７１Ａ 最小サイズの印刷パターン
７０Ａ 印刷マスク
７２Ａ 前縁部
３６１ ガイドレール
３６２ スライド部材
ＷＫ 帯状ワーク
Ｘ 搬送方向

Claims (3)

1. 印刷ステージ（３１）の保持面（３１ａ）上に保持され間欠搬送される帯状ワーク（ＷＫ）に印刷マスク（７０）を介してスクリーン印刷を行うと共に、印刷済みの帯状ワーク（ＷＫ）を前記保持面（３１ａ）から下方に傾斜させて送り出すスクリーン印刷装置において、
   前記保持面（３１ａ）における帯状ワーク（ＷＫ）の搬送方向（Ｘ）に沿って前記ステージ（３１）を手動操作により可動固定自在とするステージ移動固定自在手段（３６）と、前記印刷マスク（７０）を保持するマスクホルダ（３２）とを備え、
   前記ステージ移動固定自在手段（３６）は、少なくとも、最大サイズの印刷パターン（７１Ｂ）が形成された印刷マスク（７０Ｂ）を前記マスクホルダ（３２）に保持した際における当該最大サイズの印刷パターン（７１Ｂ）の前縁部（７２Ｂ）と、最小サイズの印刷パターン（７１Ａ）が形成された印刷マスク（７０Ａ）を前記マスクホルダ（３２）に保持した際における当該最小サイズの印刷パターン（７１Ａ）の前縁部（７２Ａ）との間に、前記印刷ステージ（３１）の前縁部（３１Ｅ）が位置できるように前記印刷ステージ（３１）を移動固定自在に構成される
   ことを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記ステージ移動固定自在手段（３６）は、前記搬送方向（Ｘ）に平行に配されたガイドレール（３６１）と、前記印刷ステージ（３１）に設けられ前記ガイドレール（３６１）に摺動自在に係合するスライド部材（３６２）と、前記印刷ステージ（３１）の前記搬送方向（Ｘ）への移動を規制する規制部材（３７）とを備える請求項１記載のスクリーン印刷装置。
3. 前記ガイドレール（３６１）は、所定の間隔をもって互いに対向して同一水平面上に２本設けられ、前記スライド部材（３６２）は前記ガイドレール（３６１）のそれぞれに摺動自在に係合してなる請求項２記載のスクリーン印刷装置。

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