JP4991802B2 - グラビア印刷装置 - Google Patents

Description

本発明はグラビア印刷装置に関するもので、より詳細には、印刷シート上の欠陥の有無に従って圧胴ロールとグラビアロールを分離及び接触させ、製品の信頼性を向上させて不良の発生を防ぐことができるグラビア印刷装置に関する。

一般的に積層型セラミック電子部品の製造過程において、内部電極はスクリーンプリンティング（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法から成る。このようなスクリーンプリンティングは、電極パターンを容易に形成し、ロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）工程に適合し量産に適用されている。

一方、最近では、性能向上と原価節減の目的でグラビア印刷方法（ｇｒａｖｕｒｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）が提案されており、スクリーンプリンティング方法に比べてロールの移送速度が数十倍以上速いため、生産性が優れているという長所がある。

これに従い、既存の単純なイメージ印刷に適用されていたグラビア印刷方法を積層型電子部品の製造工程に適用している。

このようなグラビア印刷方法で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内部の微視的な均一性が要求され、従って既存のイメージ印刷に比べてより精密な制御が要求される。

特に、グラビア印刷方法においては薄層の印刷層が高速で形成されるため、印刷シートに欠陥がある場合、これを直ちに感知して欠陥部分を印刷しないことによって品質不良が発生しない。

従来のスクリーンプリンティング方法では、印刷工程過程において印刷シートに異物欠陥やピンホール欠陥等がカメラ装置により発見されると、印刷スキージの作動を止め、欠陥があるシートのみ移送させることによって欠陥部分は印刷をせず通過させた。

この方式は、印刷シートが停止した状態で不連続に印刷されるため、低速印刷装置においては問題がないが、１分当り数十メーターの速度で高速移動しながら同時に連続的に印刷が進行されるグラビア印刷装置においては、欠陥発見時に毎回作動を止めることが事実上不可能であるという問題がある。

また、シートの欠陥部分を含んで一体に印刷層が形成されるため、製品の信頼性の低下及び品質不良が発生する問題がある。

従って、連続的に高速印刷が進行されるグラビア印刷装置において、装置が止まることなくシートの欠陥を検出し、該当欠陥部分を除外して印刷を進行することができる技術開発が要求される。

本発明は上記の従来技術の問題を解決するためのもので、その目的はグラビア印刷装置のような高速印刷装置において印刷シートの欠陥を事前に感知し、装置が止まることなく該当欠陥部分のみを除外して印刷を進行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。

また、印刷用ペーストの浪費を防ぎ製造費用を減らすとともに、製品不良の発生を防ぐことができるグラビア印刷装置を提供することにある。

本発明の実施例によるグラビア印刷装置は、周面に導電性ペーストが塗布され、高速移動する印刷シートに電極パターンを印刷するグラビアロールと、上記印刷シートを媒介として上記グラビアロールと対向して配置され、上記印刷シートが上記グラビアロールに密着するように圧着力を加える圧胴ロールと、上記グラビアロールと圧胴ロールを通じて上記印刷シート上に電極パターンが印刷される前に、上記印刷シートの欠陥を感知する欠陥感知手段と、上記欠陥感知手段から送信される信号に従って、上記印刷シートの欠陥部分を通過させるように上記圧胴ロールとグラビアロールを分離及び接触させる分離手段と、を含むことができる。

また、上記欠陥感知手段の信号を受信し、上記信号を通じて上記印刷シート上の欠陥部分が上記圧胴ロールとグラビアロールに到着する時間を計算して上記分離手段を作動させる制御手段をさらに含むことができる。

また、上記分離手段は、上記圧胴ロールがグラビアロールに対して平行状態を維持し、グラビアロールと分離及び接触するように上記圧胴ロールの両末端から延長形成される中心軸を昇下降させることができる。

また、上記分離手段は、外周面が上記圧胴ロールの中心軸と面接触し、回転軸が偏心して回転するカムと、上記圧胴ロールの中心軸が、上記カムの外周面に沿って移動して昇下降するように上記カムを回転駆動させるモーターと、を含むことができる。

また、上記分離手段は、末端部が上記圧胴ロールの中心軸と結合するロッドと、上記圧胴ロールの中心軸が上記ロッドと共に昇下降するように上記ロッドを移動させる油圧または空圧シリンダと、を含むことができる。

本発明によるグラビア印刷装置は、高速で移動する印刷シートにおいて、欠陥を事前に感知し、欠陥感知時、装置を止めなくても該当欠陥部分のみを除外して 印刷を進行することができ、生産性が向上される効果を有する。

また、欠陥部分に使用される印刷用ペーストの浪費を防ぎ、製造費用が節減されるとともに、印刷欠陥による製品不良の発生を防いで製品の信頼性が向上される効果を有する。

本発明の実施例によるグラビア印刷装置を概略的に示す斜視図である。 図１に図示したグラビア印刷装置において、分離手段の一実施例を概略的に示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、図２に図示した分離手段を通じて圧胴ロールとグラビアロールが分離及び接触される状態を概略的に示す断面図である。 図１に図示したグラビア印刷装置において、分離手段の他の実施例を概略的に示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、図４に図示した分離手段を通じて圧胴ロールとグラビアロールが分離及び接触される状態を概略的に示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明による制御手段を通じて分離手段を作動させ、欠陥部分が印刷されずに通過する状態を概略的に示す断面図である。

本発明の実施例によるグラビア印刷装置に関する具体的な事項を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例によるグラビア印刷装置を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１に図示したグラビア印刷装置における分離手段の一実施例を概略的に示す斜視図であり、図３の（ａ）、（ｂ）は、図２に図示した分離手段を通じて圧胴ロールとグラビアロールが分離及び接触される状態を概略的に示す断面図である。

そして、図４は、図１に図示したグラビア印刷装置における分離手段の他の実施例を概略的に示す斜視図であり、図５の（ａ）、（ｂ）は、図４に図示した分離手段を通じて圧胴ロールとグラビアロールが分離及び接触される状態を概略的に示す断面図であり、図６の（ａ）、（ｂ）は、本発明による制御手段を通じて分離手段を作動させ欠陥部分が印刷されずに通過する状態を概略的に示す断面図である。

図１に図示したように、本発明の実施例によるグラビア印刷装置１は、グラビアロール１０、圧胴ロール２０、欠陥感知手段３０、分離手段４０を含んで構成される。

上記グラビアロール（ｇｒａｖｕｒｅ ｒｏｌｌ）１０は、周面に導電性ペーストが塗布され、高速移動する印刷シート７０に電極７１をパターン印刷するロール部材である。

上記グラビアロール１０の表面には、電極を成す回路パターン１２が形成され、導電性ペーストで満たされたセル（未図示）内に上記グラビアロールを浸漬して上記グラビアロール１０の表面に導電性ペーストが付与される。

そして、余分の導電性ペーストは、未図示のドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒ ｂｌａｄｅ）により除去される。

上記グラビアロール１０により、導電性ペーストから成る内部電極７１が印刷形成される印刷シート７０は、セラミックグリーンシートであり、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あることが好ましい。

上記印刷シート７０上に上記グラビアロール１０の回路パターンに沿って内部電極７１を印刷するためには、上記印刷シート７０を媒介として上記グラビアロール１０と対向する圧胴ロール２０から加えられる所定のの圧力が必要である。

すなわち、図面でのように上記グラビアロール１０に対して印刷シート７０を介して対向して配置される圧胴ロール２０を備え、上記圧胴ロール２０が加える圧着力Ｐｐにより上記印刷シート７０が上記グラビアロール１０に密着され、上記印刷シート７０の表面には内部電極７１が印刷される。

上記圧胴ロール２０は、未図示の圧胴シリンダのピストンと連結され、上記ピストンの垂直移動を通じて上記印刷シート７０に加える接触圧力Ｐｃを維持及び調節する。

このような上記圧胴ロール２０は、上記印刷シート７０を媒介として上記グラビアロール１０と対向する位置に配置され、上記グラビアロール１０と共に上記印刷シート７０の移動速度に合わせて回転する。

そして、上記圧胴ロール２０は、上記グラビアロール１０と少なくとも同一のサイズの長さで形成されるかまたはより短い長さで形成され、上記グラビアロール１０との間隙は長さ方向に沿って一定の間隔を維持するようにする。

上記間隙のサイズは印刷シート７０の厚さ及び内部電極の厚さ等によって調節が可能で、このような間隙のサイズ調節は上記圧胴シリンダのピストンで調節する。

上記圧胴ロール２０と、グラビアロール１０の前方あるいは後方または前後方には、上記印刷シート７０の移動方向をガイドするガイドロール６０をさらに備えることができる。

一方、上記欠陥感知手段３０は、上記グラビアロール１０と圧胴ロール２０を通じて、高速移動する上記印刷シート７０上に電極７１がパターン印刷される前に上記印刷シート７０の欠陥を感知する。

図１及び図６でのように、上記欠陥感知手段３０は、上記グラビアロール１０と圧胴ロール２０から所定の距離Ｄだけ離隔され、上記印刷シート７０の移動方向に対して反対側の前方に備えられる。

すなわち、上記欠陥感知手段３０を通じて印刷シート７０の欠陥７２の有無を先に検出してから、上記グラビアロール１０と圧胴ロール２０を通じて上記印刷シート７０に内部電極７１を印刷するもので、このような検出及び印刷工程は高速移動する印刷シート７０に合わせて連続的に進行される。

上記欠陥感知手段３０は、印刷シート７０に光を照射する光源３２と、上記印刷シート７０を透過した光を受光するカメラ３１で構成され、光の照度変化を感知して欠陥の有無を検出する。

従って、上記印刷シート７０上の異物欠陥やピンホール欠陥により上記印刷シート７０を透過する光の照度が変わると、上記カメラ３１はこれを感知して分離手段４０を駆動させるための信号を伝送する。

本発明による好ましい実施例においては、上記欠陥感知手段３０として光源３２及びカメラ３１で構成される投光カメラ装置を使用して説明したが、これに限定するものではなく、レーザーまたは超音波装置を通じての検出も可能である。

上記分離手段４０は、上記欠陥感知手段３０から送信される信号に従って上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０を分離及び接触させ、上記印刷シート７０の欠陥７２の部分は印刷せずそのまま通過させる。

図２から図５を参照し、上記分離手段に対して具体的に説明する。

高速移動する上記印刷シート７０が、上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０の間を通過する際、回転する両ロール１０、２０の間の圧着力Ｐｐにより上記印刷シート７０には電極７１のパターンが連続して印刷される。

この際、上記印刷シート７０上に欠陥７２が検出されると、上記欠陥７２部分には電極７１がパターン印刷されないように上記欠陥部分の到達に合わせて上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０の間の圧着力Ｐｐを除去しなければならない。

従って、上記圧胴ロール２０が、圧胴シリンダ（未図示）を通じて上記圧胴ロールに加える所定の接触圧力Ｐｃより大きい力Ｐｆを反対方向に加えられると、上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０が分離され、両ロール１０、２０の間の圧着力Ｐｐが除去されることができる。

このため、上記分離手段４０は上記圧胴ロール２０がグラビアロール１０に対して平行状態を維持し、グラビアロール１０と分離及び接触するように上記圧胴ロール２０の両末端から延長形成される中心軸２１を昇下降させる。

すなわち、上記分離手段４０を通じて、上記圧胴ロール２０の両中心軸２１は接触圧力Ｐｃと反対方向に昇下降され、上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０が分離及び接触されるもので、上記グラビアロール１０の両中心軸１１を昇下降させることも可能である。

図２及び図３でのように、本発明の一実施例による上記分離手段４０は、外周面が上記圧胴ロール２０の中心軸２１と面接触し、回転軸４２が偏心されて回転するカム４１と、上記圧胴ロール２０の中心軸２１が、上記カム４１の外周面に沿って移動して昇下降するように上記カム４１を回転駆動させるモーター４３を含むことができる。

従って、円形または楕円形のプレート構造を有する上記カム４１は、回転しながらその外周面と面接触する上記圧胴ロール２０の中心軸２１を案内し、上記カム４１の偏心距離Ｄだけ上記中心軸２１を昇下降させる。

この際、上記カム４１が上記中心軸２１に加える力Ｐｆは、圧胴シリンダにより加えられる接触圧力Ｐｃより大きいため、上記中心軸２１は昇下降し、圧胴ロール２０とグラビアロール１０は分離される。

また、図４及び図５でのように、本発明の他の実施例による上記分離手段４０'は、末端部が上記圧胴ロール２０の中心軸２１と結合するロッド４４と、上記圧胴ロール２０の中心軸２１が上記ロッド４４と共に昇下降するように上記ロッド４４を移動させる油圧または空圧シリンダ４５を含むことができる。

従って、上記ロッド４４の移動距離ｌだけ上記ロッド４４と結合する上記中心軸２１を昇下降させることができ、上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０を分離及び接触させることが可能である。

このように上記分離手段４０、４０'は、上記印刷シート７０上に欠陥７２が検出されると、上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０を分離させ、上記印刷シート７０の移動を止めることなく欠陥７２部分をそのまま通過させることによって、上記印刷シート７０上の欠陥７２部分にのみ電極７１がパターン印刷されないようにする。

そして、上記印刷シート７０の欠陥７２部分が通過した後には、再び上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０を接触させ、上記印刷シート７０上に電極７１の印刷が連続的に進行するようにする。

一方、本発明は上記欠陥感知手段３０及び分離手段４０、４０'と連結されて欠陥感知手段３０の信号を受信し、上記分離手段４０、４０'を作動させる制御手段５０をさらに含む。

上記制御手段５０は、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であることが好ましい。

図６でのように、上記制御手段５０は上記欠陥感知手段３０を通じて印刷シート７０上の欠陥検出信号を受信すると、上記欠陥感知手段３０と上記圧胴ロール２０の間の距離Ｄ及び上記印刷シート７０の移動速度Ｖに基づいて欠陥７２部分が上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０に到着する時間を計算して上記分離手段４０、４０'を作動させる。

従って、上記欠陥７２部分が到達する時間に合わせて上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０は分離され、上記欠陥７２部分は電極７１がパターン印刷されない状態で通過して、後の工程の際にチップの不良の発生を防ぐだけでなく導電性ペーストの浪費も減らすことができる。

上記欠陥７２部分が全て通過した後には、再び上記分離手段４０、４０'を作動させ、上記圧胴ロール２０とグラビアロール１０を接触させることによって、印刷シート７０の移動を止めることなく電極７１の印刷が連続的に進行するようにして生産性を向上させることが可能である。

１０ グラビアロール
２０ 圧胴ロール
３０ 欠陥感知手段
３１ カメラ
３２ 光源
４０、４０' 分離手段
５０ 制御手段
６０ ガイドロール
７０ 印刷シート
７２ 欠陥

Claims (5)

1. 周面に導電性ペーストが塗布され、高速移動する印刷シートに電極パターンを印刷するグラビアロールと、
   前記印刷シートを媒介として前記グラビアロールと対向して配置され、前記印刷シートが前記グラビアロールに密着するように圧着力を加える圧胴ロールと、
   前記グラビアロールと圧胴ロールを通じて前記印刷シート上に電極パターンが印刷される前に前記印刷シートの欠陥を感知する欠陥感知手段と、
   前記欠陥感知手段から送信される信号に従って、前記印刷シートの欠陥部分が前記グラビアロールに到達する時間に合わせて前記圧胴ロールを前記印刷シートから分離させ、前記印刷シートの欠陥部分が前記グラビアロールを通過した後に前記圧胴ロールを前記印刷シートに再び接触させる分離手段と、
   を含むグラビア印刷装置。
2. 前記欠陥感知手段の信号を受信し、前記信号を通じて前記印刷シート上の欠陥部分が前記圧胴ロールと前記グラビアロールに到着する時間を計算して前記分離手段を作動させる制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のグラビア印刷装置。
3. 前記分離手段は、
   前記圧胴ロールが前記グラビアロールに対して平行状態を維持し、グラビアロールと分離及び接触するように前記圧胴ロールの両末端から延長形成される中心軸を昇下降させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のグラビア印刷装置。
4. 前記分離手段は、
   外周面が前記圧胴ロールの中心軸と面接触し、回転軸が偏心され回転するカムと、
   前記圧胴ロールの中心軸が前記カムの外周面に沿って移動して昇下降するように前記カムを回転駆動させるモーターと、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載のグラビア印刷装置。
5. 前記分離手段は、
   末端部が前記圧胴ロールの中心軸と結合するロッドと、
   前記圧胴ロールの中心軸が前記ロッドと共に昇下降するように前記ロッドを移動させる油圧または空圧シリンダと、を含むことを特徴とする請求項３に記載のグラビア印刷装置。

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