JP6095680B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷媒体への液滴の吐出により印刷処理を行うための印刷装置に関するものである。

印刷装置には、印刷媒体を支持するステージと、ステージによって支持された印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドとを備え、印刷媒体への液滴の吐出により印刷処理を行うものがある。このような印刷装置には、吐出された液滴の乾燥を促進するべく、ヒータを備え、そのヒータにより印刷媒体を加温する印刷装置が存在する。下記特許文献には、ヒータを備えた印刷装置の一例が記載されている。

特開２００３−２８３１０３号公報 特開２００７−２１１１０１号公報 特開平７−９６７７号公報

上記特許文献に記載された印刷装置によれば、吐出された液滴の乾燥を促進することが可能となり、印刷媒体への印刷処理に要する時間を短縮することが可能となる。しかしながら、ヒータの加温により、液滴吐出ヘッドが乾燥する虞がある。液滴吐出ヘッドの乾燥は、液滴を吐出するための穴詰まり等により吐出不良を引き起こす虞があるため、好ましくない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、液滴吐出ヘッドの乾燥を抑制することが可能な印刷装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の印刷装置は、複数の基材と、隣り合って配置された２個の基材を連結する複数のフレーム材とにより構成されるリードフレームを支持するステージと、前記ステージによって支持された前記リードフレームの基材に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記ステージによって支持された前記リードフレームの基材を加温するためのヒータとを備えた印刷装置において、前記ステージが、前記基材が配置され、前記基材に接触する接触部と、前記フレーム材が配置され、前記基材に接触しない非接触部とに区分けされ、前記接触部に、前記ヒータの熱を前記基材に伝導する熱伝導体が設けられ、前記非接触部に、前記熱伝導体より熱伝導率の低い低伝導率体が設けられたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の印刷装置では、請求項１に記載の印刷装置において、前記ステージが、前記熱伝導体を任意の位置に装着可能なベースを有し、前記熱伝導体が、印刷媒体の種類に応じて、前記ベース上の任意の位置に装着されることを特徴とする。

また、請求項３に記載の印刷装置では、前記液滴吐出ヘッドが、液滴を吐出する吐出ノズルと、その吐出ノズルから液滴を吐出可能な状態で前記吐出ノズルを覆うカバーとを有することを特徴とする。

請求項１に記載の印刷装置では、リードフレームを支持するステージが、リードフレームの基材が配置され、基材に接触する接触部と、リードフレームのフレーム材が配置され、基材に接触しない非接触部とに区分けされている。そして、ヒータの熱をリードフレームの基材に伝導する熱伝導体が、接触部に設けられており、熱伝導体より熱伝導率の低い低伝導率体が、非接触部に設けられている。これにより、リードフレームの基材に接触している部分にのみ、熱を伝達することが可能となり、余分な熱量の放出を抑制することが可能となる。これにより、液滴吐出ヘッドの乾燥を抑制することが可能となる。また、非接触部からの熱量の放出を大きく抑制することが可能となり、液滴吐出ヘッドの乾燥を好適に抑制することが可能となる。

また、請求項２に記載の印刷装置では、熱伝導体が、印刷媒体の種類に応じて、ステージのベース上の任意の位置に装着される。印刷媒体には、サイズ、形状等の異なるものが多くあるが、請求項２に記載の印刷装置によれば、様々なサイズ、形状等の印刷媒体に対応することが可能となる。

また、請求項３に記載の印刷装置では、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルが、液滴を吐出可能な状態でカバーによって覆われている。吐出ノズルは、液滴を吐出するものであり、乾燥の影響を受け易い箇所である。したがって、請求項３に記載の印刷装置によれば、ヒータの熱が吐出ノズルに伝達し難くなり、乾燥の影響を受け易い吐出ノズルの乾燥を抑制することが可能となる。

本発明の実施例である印刷装置を示す断面図である 図１に示すステージを上方からの視点において示す平面図である。 印刷装置が備える制御装置を示すブロック図である。 図２に示すステージの熱伝導ブロックと断熱ブロックとの配設パターンと異なるパターンのステージを示す平面図である。 サイズの異なる熱伝導ブロックおよび断熱ブロックが配設されたステージを示す平面図である。 変形例の印刷装置を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜印刷装置の構成＞
図１および図２に、本発明の実施例の印刷装置１０を示す。印刷装置１０は、リードフレーム２０に回路パターンを印刷するための装置である。リードフレーム２０は、複数の基材２２と複数のフレーム材２４とによって構成されている。各基材２２は、ＬＥＤパッケージのベースとなるものであり、ＬＥＤチップ（図示省略）が搭載されている。基材２２は、図２に示すように、概して平面視正方形の板状とされており、複数の基材２２が、離間した状態で５列×３行に配列されている。そして、隣り合って配置された２個の基材２２が、フレーム材２４によって連結されている。

印刷装置１０は、吐出ヘッド３０とステージ３２と吐出ヘッド移動装置（図３参照）３４とを備えている。吐出ヘッド３０は、インクジェット方式の吐出ヘッドとされており、導電性インク、具体的には、銀ナノ粒子ペーストを吐出する。これにより、基材２２上に回路パターンが印刷される。吐出ヘッド３０は、図１に示すように、ヘッド本体３６と吐出ノズル３８とを有している。吐出ノズル３８は、ヘッド本体３６の下端部に装着されており、吐出ノズル３８には、導電性インクを吐出するための複数のノズル穴４０が形成されている。それら複数のノズル穴４０は、ポンプ（図３参照）４４に通じており、ポンプ４４の圧力により、導電性インクを吐出ノズル３８の下端面から吐出する。

また、吐出ヘッド３０には、吐出ノズル３８を覆うノズルカバー４６が装着されている。ノズルカバー４６は、断熱性を有する素材により成形されており、吐出ノズル３８より少し大きい寸法とされている。そして、ノズルカバー４６は、吐出ノズル３８を覆った状態で、上端部においてヘッド本体３６に取り付けられている。ちなみに、ノズルカバー４６は、磁石によりヘッド本体３６に取り付けられており、ワンタッチで着脱可能とされている。

また、ノズルカバー４６の下端面と吐出ノズル３８の下端面とは離間しており、ノズルカバー４６の側面と吐出ノズル３８の側面とも離間している。つまり、ノズルカバー４６は、吐出ノズル３８と接触することなく、ヘッド本体３６に固定されている。なお、ノズルカバー４６の下端面には、吐出ノズル３８の複数のノズル穴４０に対応して複数の貫通穴４８が形成されており、ノズル穴４０から吐出された導電性インクが、貫通穴４８を介して下方に向かって吐出される。

ステージ３２は、リードフレーム２０を支持するものであり、リードフレーム２０を加温する機能を有している。ステージ３２は、ベース５０と複数の熱伝導ブロック５２と複数の断熱ブロック５４とを有している。ベース５０は、平面視矩形の板状の部材であり、それの上面には、外縁に沿って縁壁５６が立設されている。そのベース５０の上面には、縁壁５６に囲まれるようにして、複数の熱伝導ブロック５２と複数の断熱ブロック５４とが敷き詰められている。

詳しくは、熱伝導ブロック５２および断熱ブロック５４は、概して板状の部材とされている。そして、各ブロック５２，５４の縦寸法および横寸法は、図２に示すように、リードフレーム２０の基材２２の縦寸法および横寸法と略同じとされている。ベース５０上面の縁壁５６内側の長手方向の長さは、各ブロック５２，５４の１辺の長さの１１倍より僅かに長くされている。また、ベース５０上面の縁壁５６内側の短手方向の長さは、各ブロック５２，５４の１辺の長さの７倍より僅かに長くされている。これにより、ベース５０の上面に、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４とを、１１列×７行に配列させた状態で敷き詰めることが可能である。

なお、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４とは、ベース５０に固定されておらず、ベース５０上の任意の位置において着脱可能となっている。また、各ブロック５２，５４は、図に示されているブロック５２，５４の数より多くのブロック５２，５４が用意されている。このため、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４との配設パターンを任意に変更することが可能となっている。

具体的には、図２に示されているベース５０でのブロック５２，５４の配設パターンは、リードフレーム２０の基材２２の位置に合わせたパターンとされている。つまり、図２に示すベース５０上の１列目，３列目，５列目，７列目には、断熱ブロック５４のみが配設されており、２列目，４列目，６列目には、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４とが交互に配設されている。これにより、熱伝導ブロック５２の配設位置と基材２２の配設位置とが一致し、リードフレーム２０がステージ３２の上に載置された場合に、各基材２２が各熱伝導ブロック５２の上に配設される。なお、熱伝導ブロック５２は、高い熱伝導率を有する素材により成形されている。一方、断熱ブロック５４は、断熱性を有する素材により成形されている。

また、ベース５０には、ヒータ（図３参照）５８が設けられており、ヒータ５８によって、ベース５０が加温される。これにより、加温されたベース５０の熱が、熱伝導ブロック５２を介して基材２２に伝達し、基材２２が加温される。一方、基材２２が配置されていない箇所には、断熱ブロック５４が配置されているため、加温されたベース５０の熱は、基材２２が配置されていない箇所に伝達しない。

吐出ヘッド移動装置３４は、ＸＹロボット型の移動装置であり、吐出ヘッド３０をステージ３２上の任意の位置に移動させる。詳しくは、吐出ヘッド移動装置３４は、スライダ（図示省略）を水平面に沿って所定の方向にスライドさせる電磁モータ（図３参照）６０と、その所定の方向に直角かつ水平方向にスライドさせる電磁モータ（図３参照）６２とを備えている。スライダには、吐出ヘッド３０が取り付けられており、吐出ヘッド移動装置３４は、２つの電磁モータ６０，６２の作動によって、吐出ヘッド３０をステージ３２上の任意の位置に移動させる。

また、印刷装置１０は、図３に示すように、制御装置７０を備えている。制御装置７０は、コントローラ７２と複数の駆動回路７４と制御回路７６を備えている。複数の駆動回路７４は、上記ポンプ４４，電磁モータ６０，６２に接続されている。また、制御回路７６は、上記ヒータ５８に接続されている。コントローラ７２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路７４と制御回路７６とに接続されている。これにより、吐出ヘッド３０，吐出ヘッド移動装置３４の作動および、ステージ３２のベース５０の温度が、コントローラ７２によって制御される。

＜印刷装置の作動＞
上述した構成により、印刷装置１０では、リードフレーム２０の基材２２の上面に、導電性インクが吐出されることで、回路パターンが印刷される。具体的には、まず、図１および図２に示すように、熱伝導ブロック５２の配設位置と基材２２の配設位置とが一致するように、リードフレーム２０がステージ３２上に載置される。この際、ステージ３２のベース５０は、ヒータ５８により加温されている。そして、制御装置７０のコントローラ７２の指令により、吐出ヘッド３０が基材２２の上方に移動する。続いて、吐出ヘッド３０が、基材２２の上面に導電性インクを吐出し、回路パターンが印刷される。

回路パターンが印刷された基材２２には、加温されたベース５０の熱が、熱伝導ブロック５２を介して伝達している。このため、基材２２が加温され、印刷された回路パターンの乾燥が促進される。これにより、リードフレームへの印刷作業に要する時間を短縮することが可能となる。しかしながら、ベース５０の加温により、ステージ３２上に位置する吐出ヘッド３０の吐出ノズル３８が乾燥する虞がある。吐出ノズル３８の乾燥は、ノズル穴４０の詰まり等により吐出不良を引き起こすため、好ましくない。

このようなことに鑑みて、印刷装置１０では、基材２２が載置されていない箇所、つまり、基材２２に接触していない箇所には、熱伝導率の低い断熱ブロック５４が配設されている。これにより、余分な熱量の放出を抑制することが可能となり、吐出ノズル３８の乾燥を抑制することが可能となる。

また、吐出ヘッド３０には、吐出ノズル３８を覆うノズルカバー４６が装着されている。ノズルカバー４６は、断熱性を有する素材により成形されており、ノズルカバー４６と吐出ノズル３８とは、接触していない。さらに、ノズルカバー４６には、吐出ノズル３８から吐出されたインクを通すための貫通穴４８のみが形成されており、ノズルカバー４６内への外気の進入は必要最小限に抑えられている。これにより、ベース５０の加温による吐出ノズル３８の乾燥を好適に抑制することが可能となる。

また、印刷装置１０では、上述したように、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４との配設パターンを任意に変更することが可能となっている。このため、上記リードフレーム２０と形状の異なるリードフレームに合わせて、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４との配設パターンを変更することが可能となっている。具体的に、例えば、図４に示す形状のリードフレーム８０に合わせて、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４との配設パターンを変更する場合について説明する。

リードフレーム８０は、６枚の基材８２を有しており、それら６枚の基材８２は、離間した状態で３列×２行に配列されている。そして、隣り合って配置された２個の基材８２が、フレーム材８４によって連結されている。リードフレーム８０の基材８２は、リードフレーム２０の基材２２の縦および横の寸法を２倍した大きさとされている。このため、６枚の基材８２の各々に対応した位置に、４枚の熱伝導ブロック５２を隣接した状態で２行×２列に配設する。そして、基材８２の配設されていない位置には、断熱ブロック５４を配設する。これにより、熱伝導ブロック５２の配設位置と基材８２の配設位置とが一致し、リードフレーム８０がステージ３２の上に載置された場合に、各基材８２が各熱伝導ブロック５２の上に配設される。このように、熱伝導ブロック５２と断熱ブロック５４との配設パターンを変更することで、様々な形状のリードフレームに対応することが可能となっている。

また、図５に示すように、熱伝導ブロック５２および断熱ブロック５４とサイズの異なる熱伝導ブロック８６および断熱ブロック８８も用意されており、熱伝導ブロック５２および断熱ブロック５４の代わりに、熱伝導ブロック８６および断熱ブロック８８をベース５０上に配設することが可能となっている。詳しくは、熱伝導ブロック８６および断熱ブロック８８は、熱伝導ブロック５２および断熱ブロック５４の縦および横の寸法を２倍した大きさとされている。このため、図に示すように、リードフレーム８０の各基材８２に対応した位置に、１枚の熱伝導ブロック８６を配設する。そして、基材８２の配設されていない位置に、断熱ブロック８８および断熱ブロック５４を配設する。このように、種々のサイズのブロック５２，５４，８６，８８を組み合わせることも可能である。

ちなみに、上記実施例において、印刷装置１０は、印刷装置の一例である。基材２２，８２は、印刷媒体の一例である。吐出ヘッド３０は、液滴吐出ヘッドの一例である。ステージ３２は、ステージの一例である。吐出ノズル３８は、吐出ノズルの一例である。ノズルカバー４６は、カバーの一例である。ベース５０は、ベースの一例である。ヒータ５８は、ヒータの一例である。熱伝導ブロック５２，８６は、接触部および熱伝導体の一例である。断熱ブロック５４，８８は、非接触部および低伝導率体の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、ベース上に熱伝導ブロックおよび断熱ブロックが配設されているが、ベース上に熱伝導ブロックのみを配設することも可能である。具体的には、図６に示すように、リードフレーム２０の基材２２の配設位置と一致するように、熱伝導ブロック５２をベース５０上に配設し、基材２２が配設されていない箇所には、何も配設しない。これにより、基材２２のみを加温することが可能となる。また、ベース５０の熱伝導ブロック５２が配設されていない部分の上面、つまり、基材２２が接触していない箇所の上面は、熱伝導ブロック５２の上面より下方に位置している。このため、ベース５０の熱伝導ブロック５２が配設されていない部分から放射された熱は、吐出ヘッド３０の吐出ノズル３８に至る前に拡散され易くなる。これにより、ベース５０の加温による吐出ノズル３８の乾燥を抑制することが可能となる。なお、熱伝導ブロック５２の横ずれを防止するべく、熱伝導ブロック５２は、磁石によりベース５０上に固定されている。

また、上記実施例では、複数の熱伝導ブロックおよび断熱ブロックが所定のパターンに従ってベース上に配設されているが、熱伝導部と断熱部とによって構成されるシートをベース上に配設してもよい。具体的には、シートは、ベース上に敷き詰められた複数の熱伝導ブロックおよび断熱ブロックを一体的に成形したものと同様の構造をしており、熱伝導部および断熱部が所定のパターンに従って配設されている。熱伝導部は、熱伝導ブロックと同じ素材により成形され、断熱部は、断熱ブロックと同じ素材により成形されている。

また、上記実施例では、液滴吐出ヘッドとしてインクジェット式の吐出ヘッド３０が採用されているが、液滴を吐出可能なものであれば、種々の構造のものを採用することが可能である。具体的には、例えば、ディスペンサヘッド等を採用することが可能である。また、吐出される液体は、導電性のインクに限定されることなく、種々の液体を採用することが可能である。具体的には、例えば、樹脂パターンを印刷可能なインク，染料系のインク，顔料系のインク等を採用することが可能である。さらに言えば、印刷媒体は、チップを有する基材等に限定されることなく、種々のものを採用することが可能である。具体的には、例えば、基板，紙等を採用することが可能である。

１０：印刷装置 ２２：基材（印刷媒体） ３０：吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド） ３２：ステージ ３８：吐出ノズル ４６：ノズルカバー ５０：ベース ５２：熱伝導ブロック（接触部）（熱伝導体） ５４：断熱ブロック（非接触部）（低伝導率体） ５８：ヒータ ８２：基材（印刷媒体） ８６：熱伝導ブロック（接触部）（熱伝導体） ８８：断熱ブロック（非接触部）（低伝導率体）

Claims (3)

1. 複数の基材と、隣り合って配置された２個の基材を連結する複数のフレーム材とにより構成されるリードフレームを支持するステージと、
   前記ステージによって支持された前記リードフレームの基材に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記ステージによって支持された前記リードフレームの基材を加温するためのヒータと
   を備えた印刷装置において、
   前記ステージが、
   前記基材が配置され、前記基材に接触する接触部と、前記フレーム材が配置され、前記基材に接触しない非接触部とに区分けされ、
   前記接触部に、前記ヒータの熱を前記基材に伝導する熱伝導体が設けられ、前記非接触部に、前記熱伝導体より熱伝導率の低い低伝導率体が設けられたことを特徴とする印刷装置。
2. 前記ステージが、
   前記熱伝導体を任意の位置に装着可能なベースを有し、
   前記熱伝導体が、
   印刷媒体の種類に応じて、前記ベース上の任意の位置に装着されることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記液滴吐出ヘッドが、
   液滴を吐出する吐出ノズルと、
   その吐出ノズルから液滴を吐出可能な状態で前記吐出ノズルを覆うカバーと
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷装置。

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