グリーンシートの処理方法、および被印刷物の配置状態判定方法
【課題】グリーンシートの印刷・積層プロセスにおけるグリーンシートの配置ミスを防止し、併せて積層精度を向上させる方法を提供する。
【解決手段】印刷に先立ち、グリーンシートに印刷および積層における配置指標として、グリーンシートの印刷範囲外に、第１と第２の基準穴Ｈ１、Ｈ２を第３の基準穴Ｈ３を設け、印刷装置のステージに、グリーンシートが正しく固定された状態で第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設けるとともに、印刷装置に、吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、センサが負圧を検知したときにステージに被印刷物が正しく配置されていないと判定するようにする。
【解決手段】印刷に先立ち、グリーンシートに印刷および積層における配置指標として、グリーンシートの印刷範囲外に、第１と第２の基準穴Ｈ１、Ｈ２を第３の基準穴Ｈ３を設け、印刷装置のステージに、グリーンシートが正しく固定された状態で第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設けるとともに、印刷装置に、吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、センサが負圧を検知したときにステージに被印刷物が正しく配置されていないと判定するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックグリーンシートの印刷および積層に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサなどのセンサ素子を初めとする種々のデバイスなどの作製手法として、セラミックス粉末と有機物との混合物であるスラリーを所定のフィルム上に塗布・乾燥させることによって作製した複数枚のセラミックグリーンシート（以下、単にグリーンシートとも称する）を、必要に応じてそれぞれにスクリーン印刷等によって所定の回路パターンを形成したりあるいはキャビティを形成したうえで積層し、これによって得られる積層体を焼結させる手法（グリーンシートプロセス）が広く知られている。
【０００３】
グリーンシートプロセスにおいては、印刷やキャビティ形成などがなされた複数のグリーンシートを積層する場合の積層精度を確保するために、使用するグリーンシートにあらかじめ位置決め用の基準穴を設けておき、印刷時にグリーンシートを配置するステージや積層に用いる治具などに設けておいたピンなどの突起部に対しグリーンシートの位置決め用の基準穴を嵌合させた状態で印刷や積層などを行う手法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、印刷等を行う前のグリーンシートであるブランクシートであって、位置決め用の複数の基準穴を上下２つ設けるとともに、位置評価用（測定用）の基準穴を併せて設けたものが開示されている。
【０００６】
しかしながら、グリーンシートは、伸びやしわなどの変形を起こしやすいため、特許文献１に開示されているように上下２つの基準穴を設けただけでは、グリーンシートが十分に拘束されないために印刷時や積層時に印刷位置ずれや積層ずれが発生しやすいという問題がある。
【０００７】
また、印刷時や積層時にステージあるいは積層治具に対してグリーンシートを人手によりセットする場合、誤ってグリーンシートを所定の状態から１８０°反転した状態でセットしようとしたり、あるいは表裏反転した状態でセットしようとしたりするミスが起こり得る。例えば、特許文献１に開示されているような態様で基準穴が設けられたグリーンシートの場合、グリーンシートにわずかな変形が生じることで、このような態様にてグリーンシートがセットされたことに気づかずにそのままで印刷や積層を行ってしまうことがあり得る。このような誤ったプロセスで作製された製品は当然に不良であるので、製品歩留まりの向上や工程ロスの低減のためには、そもそもそうしたミスが生じないように、あるいはさらに、仮にミスが生じたとしても後段の工程でできるだけ速やかに発見できるようにあらかじめ手立てをとっておくことが必要である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、グリーンシートの印刷・積層プロセスにおけるグリーンシートの配置ミスを防止し、併せて積層精度を向上させる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、印刷装置において少なくとも１つの印刷対象グリーンシートに印刷を行う印刷工程と、前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む複数のグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、を備えるグリーンシートの処理方法であって、前記印刷工程に先立って前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む前記複数のグリーンシートに前記印刷工程および前記積層工程における配置の指標となる配置指標を形成する配置指標形成工程、をさらに備え、前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、当該グリーンシートの一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、前記印刷工程において前記少なくとも１つのグリーンシートに対し印刷を行う印刷装置のステージに、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記少なくとも１つのグリーンシートが正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、前記印刷工程においては、前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記積層工程において前記複数のグリーンシートの積層に用いる積層治具に、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記複数のグリーンシートのそれぞれが正しく積層された状態で前記第３の基準穴と嵌合する位置決め用のピンとを設ける、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記複数のグリーンシートのそれぞれが平面視略矩形形状を有するものであり、前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、前記印刷装置と前記積層治具の少なくとも一方の、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記配置指標形成工程においては、前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記中心線に平行な辺に切り欠きをさらに設ける、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、印刷装置においてシート状の被印刷物に対し印刷を行う際の、前記被印刷物を固定するステージへの前記被印刷物の配置状態を判定する方法であって、印刷に先立って、前記被印刷物の外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、前記被印刷物の一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、前記ステージに、前記被印刷物が正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、前記被印刷物が平面視略矩形形状を有するものであり、前記被印刷物の四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、前記印刷装置の前記被印刷物の前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、前記被印刷物の前記中心線に平行は辺に切り欠きをさらに設ける、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１ないし請求項９の発明によれば、吸引孔における吸引状態に基づいてグリーンシートあるいは被印刷物の配置状態を判定することで、単に配置状態を視認することによってのみ配置のミスを検知する場合に比して、確実にミスを検知することができる。
【００１９】
また、請求項２の発明によれば、グリーンシートを１８０°反転や表裏反転して積層することが、好適に抑制される。
【００２０】
また、請求項３ないし請求項５、および請求項７ないし請求項９の発明によれば、グリーンシートあるいは被印刷物を誤った状態で無理に配置することが難しくなり、また、そのような配置が行われようとしている状態が容易に視認されるので、配置のミスが生じていることをより検知しやすくなる。
【００２１】
また、請求項４、請求項５、請求項８、および請求項９の発明によれば、グリーンシートあるいは被印刷物を誤った状態で配置しようとしていることがさらに視認容易となるので、配置のミスが生じていることをより検知しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ブランクシートＳ０を例示する図である。
【図２】積層体の形成に用いる積層用シートＳ１を例示する図である。
【図３】積層用シートＳ１を印刷装置１のステージ１０に正しく配置した状態を示す図である。
【図４】積層用シートＳ１を表裏反転して載置した場合の図３（ａ）のＡ−Ａ’断面における様子を示す図である。
【図５】積層用シートＳ１を積層治具３０に正しく配置した状態を示す図である。
【図６】実施例に係る積層体の垂直断面の様子を例示する図である。
【図７】積層ズレの測定結果をＡ層からＥ層の各層について示す図である。
【図８】それぞれの実施例および比較例における積層ズレの標準偏差σを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜グリーンシート＞
図１は、成型後、何らの加工も施されていないセラミックグリーンシートである、ブランクシートＳ０を例示する図である。本実施の形態においては、ブランクシートＳ０は上面視長方形をなすものとする。なお、便宜上、該長方形の長手方向（図１において図面視左右方向）をｘ軸方向とし、該長方形の短手方向（図１において図面視上下方向）をｙ軸方向とする（以降においても同様）。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態において積層体の形成に用いる積層用シートＳ１を例示する図である。積層用シートＳ１は、ブランクシートＳ０に対し所定の金型を用いた打ち抜き加工を行うことによって種々の基準穴および切り欠きを設けたものである。係る積層用シートＳ１は、必要に応じて回路パターンの印刷等が施された上で、積層処理に供される。積層処理においては、それぞれに印刷処理等が施された複数種類の積層用シートＳ１が所定の順序で積層され、一体化される。
【００２５】
積層用シートＳ１には、印刷時に印刷範囲外となるその周縁部の各所に、それぞれに役割の異なる５種の基準穴（第１基準穴Ｈ１〜第５基準穴Ｈ５）と４種の切り欠き（第１切り欠きＮ１〜第４切り欠きＮ４）とが設けられてなる。これらの切り欠きは、後述する印刷時や積層時に積層用シートＳ１を所定位置に配置する際の配置指標（目印）となる。なお、本実施の形態においては、積層用シートＳ１を上面視した場合に、それぞれの基準穴および切り欠きが図２に示す位置関係にある状態が、印刷時および積層時において積層用シートＳ１が正しく配置された状態であるとする。ただし、積層用シートＳ１に対して裏面印刷がなされる場合は、例外的に、図２に示す位置関係にある積層用シートＳ１を、ｙ軸方向を反転軸として表裏反転した状態が、積層用シートＳ１が正しく配置された状態であるとする。以降、係る場合について説明する場合はその旨を特記する。
【００２６】
第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２は、積層用シートＳ１の図面視上下２辺の近傍であって、ｘ軸方向の中点部分に設けられてなる。図２に示すように、積層用シートＳ１のｘ軸方向のサイズをＸとすると、第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２と積層用シートＳ１のｘ軸方向端部との距離はＸ／２である。換言すれば、第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２は、ｙ軸方向において対向配置されてなる。係る態様にて配置された第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２は、印刷時および積層時において、積層用シートＳ１の位置決めの基準として用いられる。
【００２７】
第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４は、間に第２基準穴Ｈ２を挟んでｘ軸方向において同一直線上に設けられてなる。換言すれば、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４とは、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とを通る直線と直交する直線上に設けられているともいえる。ただし、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４は、前者と第２基準穴Ｈ２との距離ｘ３と、後者と第２基準穴Ｈ２との距離ｘ４とが異なるように設けられてなる。すなわち、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４とは、第２基準穴Ｈ２に対して（より厳密には積層用シートＳ１のｘ軸方向の中点に対して）、非対称の位置にある。係る第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４は、印刷時および積層時において、積層用シートＳ１の１８０°反転および表裏反転を防止する目的で設けられてなる。
【００２８】
第５基準穴Ｈ５は、積層用シートＳ１の周縁部に離散的に多数設けられてなる。第５基準穴Ｈ５は、積層用シートＳ１の寸法評価その他を行う際の基準（マーカー）として用いられる。第５基準穴Ｈ５の配置位置や個数は図２に示すものに限られない。
【００２９】
第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３は、積層用シートＳ１の四隅に扇形状に設けられてなる。第３切り欠きＮ２は２つ設けられており、ｘ軸方向において対向配置されてなる。第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３は、金型においてそれぞれの切り欠きを形成する打ち抜き部分の半径を違えることで、それぞれに異なる形状を有するように形成されてなる。これも、印刷時および積層時に誤って１８０°反転されてしまうことを防止するためである。
【００３０】
第４切り欠きＮ４は、積層用シートＳ１の図面視右側の辺に矩形状に設けられてなる。第４切り欠きＮ４は、積層用シートＳ１の１８０°反転を防止する目的で設けられてなる。
【００３１】
＜印刷時のグリーンシート配置＞
次に、積層用シートＳ１に対し印刷を行う際の積層用シートＳ１の配置および固定について説明する。図３は、積層用シートＳ１を印刷装置１のステージ１０に正しく配置した状態を示す図である。図３（ａ）は、上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図４は、積層用シートＳ１を表裏反転して載置した場合の図３（ａ）のＡ−Ａ’断面における様子を示す図である。
【００３２】
印刷装置１は、ステージに配置固定された積層用シートＳ１に対して、例えば公知のスクリーン印刷法などによって、印刷を行う装置である。
【００３３】
印刷装置１において、ステージ１０には、第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３が設けられてなる。第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３は、それぞれ、積層用シートＳ１が正しくステージ１０に配置された状態で、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と当接するように、設けられてなる。上述したように、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３の形状は相異なるので、これに対応して、第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３の形状もそれぞれに異なっている。
【００３４】
また、ステージ１０にはさらに、第１基準ピン１４と第２基準ピン１５とが設けられてなる。第１基準ピン１４と第２基準ピン１５とは、それぞれ、積層用シートＳ１が正しくステージ１０に配置された状態で、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とに嵌合するように、設けられてなる。
【００３５】
さらに、印刷装置１は、配置された積層用シートＳ１を吸引固定するように構成されている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、ステージ１０には多数の吸引孔１６が設けられている。吸引孔１６は、吸引経路１７によって、例えばロータリーポンプなどの吸引手段１８と通じている。積層用シートＳ１がステージ１０に正しく配置された状態で吸引手段１８を作動させ、これらの吸引孔１６の空気を吸引して吸引孔１６に負圧を与えることによって、積層用シートＳ１をステージ１０に吸引固定させることができる。
【００３６】
加えて、印刷装置１には、検知用吸引孔１９およびセンサ２０が設けられてなる。これらは、積層用シートＳ１が正しく配置されていないことを検知するために設けられている。検知用吸引孔１９とセンサ２０の詳細については後述する。
【００３７】
係る構成を有する印刷装置１においては、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３が第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３と正しく当接し、かつ、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とにそれぞれ第１基準ピン１４と第２基準ピン１５とを嵌合することで、積層用シートＳ１を正しく配置したことになる。すなわち、積層用シートＳ１は、その外周部分の随所において配置位置が規定された状態で、ステージ１０に吸引固定されることになる。これにより、積層用シートＳ１においては伸びやしわなどの変形が生じにくくなるとともに、積層用シートＳ１が予定された位置に正しく配置されるようになっている。その結果、積層用シートＳ１の印刷予定位置に正しく印刷が行われることになる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、積層用シートＳ１が誤って１８０°反転もしくは表裏反転の状態でステージ１０に配置されようとする場合にこれが確実に検知できるよう、積層用シートＳ１の形状および印刷装置１の構成に以下のような工夫がなされている。
【００３９】
第１には、積層用シートＳ１の四隅に設ける第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と、これらに対応させて印刷装置１に設ける第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３とを、それぞれに相異なる形状としている。
【００４０】
積層用シートＳ１が１８０°反転もしくは表裏反転されて配置される場合、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３は、正しく配置されるときとは異なるコーナーピンのところに位置することになる。そのため、積層用シートＳ１を配置しようとしても、端部がステージ１０から浮いてしまうなどして、正しく配置することができなくなる。無理に配置しようとした場合には、積層用シートＳ１が折れ曲がってしまうことも起こり得る。作業者が手作業で積層用シートＳ１を印刷装置１にセットする場合、積層用シートＳ１の配置状態にそのような不具合が生じていることは容易に視認されるので、自らが誤った配置を行おうとしていることに気付きやすくなる。
【００４１】
第２には、積層用シートＳ１において、第４切り欠きＮ４と、第３基準穴Ｈ３および第４基準穴Ｈ４とを、非対称に配置している。
【００４２】
積層用シートＳ１を１８０°反転させた場合や、反転軸をｙ軸方向として表裏反転した場合は、正しくは右端部にあるべき第４切り欠きＮ４が左端部に位置するとともに、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４とのｘ軸方向の中点に対する配置関係が逆転する。これらは、印刷装置１に積層用シートＳ１をセットする作業者に対して、積層用シートＳ１の配置のミスを視覚的に把握させる効果がある。あるいは、本来配置されるべき位置におけるこれらの切り欠きや基準穴の有無を画像処理によって判別することも可能である。
【００４３】
第３には、印刷装置１に検知用吸引孔１９およびセンサ２０を設けている。
【００４４】
検知用吸引孔１９は、積層用シートＳ１が正しく配置された状態において第３基準穴Ｈ３と連通する位置および形状にてステージ１０に設けられている。検知用吸引孔１９は、吸引孔１６と同様に吸引経路１７によって吸引手段１８と通じているが、検知用吸引孔１９と接続された吸引経路１７にのみ、センサ２０が、検知用吸引孔１９における圧力状態を検知する目的で設けられている。センサ２０には、公知のものを適用可能である。
【００４５】
センサ２０は、積層用シートＳ１が配置された状態において負圧を検知すると積層用シートＳ１の配置状態に正常ではないと判定するよう構成されている。図３（ｂ）に示すように、積層用シートＳ１が正常に配置された場合、検知用吸引孔１９と第３基準穴Ｈ３とは連通するので、検知用吸引孔１９は解放状態にあり、吸引手段１８が作動しても負圧は生じない。一方、積層用シートＳ１を表裏反転して載置した場合、図４に示すように、検知用吸引孔１９は、積層用シートＳ１によって塞がれるために、吸引手段１８が作動している状態では負圧状態となる。１８０°反転した場合も同様である。これらの場合、センサ２０が係る負圧状態を検知し、積層用シートＳ１の配置状態に異常があると判定する。この判定は、積層用シートＳ１の状態を直接に視認しているか否かによらず行われるので、作業者に見落としがあるような場合であっても、確実に配置状態の異常を検知することができる。また、ステージ１０への積層用シートＳ１のセット作業を自動化している場合であっても、確実に配置状態の異常を検知することができる。
【００４６】
なお、検知用吸引孔１９は第４基準穴Ｈ４と連通する態様にて設けられていてもよい。
【００４７】
また、裏面印刷を行う印刷装置においては、積層用シートＳ１がその場合の正しい配置にあるときにそれぞれの構成要素が上述のような関係をみたすように構成されている。
【００４８】
以上、説明したように、本実施の形態においては、積層用シートに上述のような態様にて基準穴や切り欠きを設けるとともに、印刷装置もこれに対応する構造とすることで、印刷時の積層用シートＳ１の配置のミスを複数の手段で並行して検出できるようになっている。特に、検知用吸引孔における吸引状態に基づいて積層用シートの配置状態を判定することで、単に配置状態を視認することによってのみミスを検知する場合に比して、確実にミスを検知することができる。
【００４９】
また、複数の切り欠きや基準穴を併用して積層用シートの配置位置を外周部分の随所において規定することで、積層用シートに伸びやしわなどの変形が生じにくくなるとともに、積層用シートが予定された位置に正しく配置されるようになっている。これにより、積層用シートの印刷予定位置に正しく印刷が行われることになる。
【００５０】
なお、これまで説明した積層用シートＳ１の印刷時における配置ミス防止の手法は、必ずしも積層用シートＳ１に対してのみ適用されるわけではなく、被印刷物を所定のステージに配置固定して印刷を行う場合に一般に適用が可能である。
【００５１】
＜積層時のグリーンシート配置＞
次に、複数の積層用シートＳ１を積層する際の積層用シートＳ１の配置および固定について説明する。図５は、積層用シートＳ１を積層治具３０に正しく配置した状態を示す図である。図５（ａ）は、ある積層用シートＳ１が配置された状態における上面図であり、図５（ｂ）は、全ての積層用シートＳ１が積層された状態における図５（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、積層治具３０においては、その基台３１の上において下型（下側金型）３２と上型（上側金型）３３との間に挟み込む態様にて積層用シートＳ１を順次に積層する。なお、下型３２と積層用シートＳ１との間、および上型３３と積層用シートＳ１との間にはそれぞれ保護部材３４、３５を介在させてなる。
【００５３】
積層治具３０には、第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３が設けられてなる。第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３は、それぞれ、積層用シートＳ１が正しく積層された状態で、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と当接するように、設けられてなる。印刷装置１の第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３と同様に、積層治具３０においても、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３の形状が相異なることに対応して、第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３の形状はそれぞれに異なっている。
【００５４】
また、積層治具３０には、第１基準ピン４４と第２基準ピン４５とが設けられてなる。第１基準ピン４４と第２基準ピン４５とは、それぞれの積層用シートＳ１が正しく積層された状態で、それぞれの積層用シートＳ１の第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とに嵌合するように、設けられてなる。
【００５５】
加えて、積層治具３０には、複数のサイドピン４６が、積層用シートＳ１の各辺に対応させて設けられてなる。なお、図５においては、積層用シートＳ１の短手方向の辺に１つ、長手方向の辺に２つのサイドピン４６が設けられている場合を例示しているが、サイドピン４６の数および配置はこれに限られない。
【００５６】
サイドピン４６は、積層用シートＳ１の積層位置をその外周側から規定する目的で設けられてなる。積層治具３０においては、それぞれの積層用シートＳ１は、各辺がサイドピン４６と略当接する態様でのみ、積層可能とされてなる。
【００５７】
また、積層治具３０の、積層用シートＳ１が正しく配置された状態において第３基準穴Ｈ３が位置する箇所には、位置決めピン４７が備わっている。
【００５８】
位置決めピン４７は、積層用シートＳ１の積層ズレを抑制するとともに、積層の向きを一義的に定める目的で設けられる。すなわち、積層用シートＳ１を仮に１８０°反転もしくは表裏反転した状態で積層しようとしても、位置決めピン４７が貫通する穴が存在しないため、そのような態様での積層は好適に阻止されることになる。例えば、第４基準穴Ｈ４と第３基準穴Ｈ３とは非対称に配置されているので、反転軸をｙ軸方向として表裏反転したとしても第４基準穴Ｈ４に位置決めピン４７が嵌合することはない。
【００５９】
なお、図５に示す場合においては、第３基準穴Ｈ３が位置する箇所に位置決めピン４７が設けられるが、これに代わり、第４基準穴Ｈ４が位置する箇所に位置決めピン４７が設けられる態様であってもよい。
【００６０】
これらサイドピン４６と位置決めピン４７の作用によって、本実施の形態においては、積層用シートＳ１が正しい向きに積層されるとともに、積層ズレが好適に抑制される。なお、本実施の形態において、「積層ズレが抑制される」とは、単に積層用シートＳ１がずれることなく積層されるということのみを意味しているのではなく、上述のように印刷予定位置に対し正しく印刷パターンが形成された積層用シートＳ１を積層対象とすることで、積層体における印刷パターンの位置精度が確保されていることを意味している。
【００６１】
また、積層用シートＳ１の第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と、積層治具３０の第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３との関係や、第４切り欠きＮ４の非対称配置については、印刷装置１の場合と同様であるので、これらに基づく不具合が生じた場合にこれを容易に認識できることは上述の通りである。
【００６２】
すなわち、印刷時の配置ミス防止のために積層用シートに設けた基準穴や切り欠きを積層時のミス防止のためにも利用できるよう、積層治具が構成されており、積層用シートの積層のミスを確実に検出できるようになっている。
【００６３】
以上、説明したように、本実施の形態においては、積層用シートの反転に伴う印刷および積層のミスが好適に防止されてなるとともに、積層用シートを積層して積層体を形成する際に積層ズレが生じることが、好適に抑制されてなる。
【実施例】
【００６４】
上述の実施の形態のように切り欠きおよび基準穴を形成した５枚の積層用シートＳ１を作製し、それぞれに対して印刷装置１によって印刷を行い、それらを、積層治具３０を用いて積層することで、実施例１〜実施例５の５つの積層体を作製した。
【００６５】
一方、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２のみを設けた５枚の積層用シートを用意し、同様に印刷および積層を行って、比較例１〜比較例５の５つの積層体を得た。
【００６６】
なお、各実施例および各比較例においては、積層体を構成する積層用シートにそれぞれ、積層体の左右端部の中点位置を基準点とする同一形状のパターンを印刷している。
【００６７】
得られた積層体を、該印刷パターンが形成された位置において垂直にカットし、それぞれの印刷パターンについて、その中央位置の基準点からのズレ（積層ズレ）を測定した。図６は、係る場合の各積層体の垂直断面の様子を例示する図である。なお、個々の積層用シートによって形成された５つの層を下から順にＡ層、Ｂ層、Ｃ層、Ｄ層、およびＥ層と称することとする。図６に示す場合であれば、距離ΔがＡ層についての積層ズレとなる。
【００６８】
図７は、積層ズレの測定結果をＡ層からＥ層の各層について示す図である。また、図８は、それぞれの実施例および比較例における積層ズレの標準偏差σを示す図である。図７によれば、実施例１〜実施例５では、どの層においても概ね±０．０５ｍｍ以下に収まっているのに対して、比較例１〜比較例５においては、０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ程度までの積層ズレが存在する。係る結果を反映して、図８に示すように、実施例１〜実施例５においては総じて、比較例１〜比較例５よりも標準偏差σの値が小さくなっている。
【００６９】
係る結果は、上述の実施の形態のように積層用シートを形成し、さらに印刷および積層を行うことで、積層ズレが抑制されていることを示している。
【符号の説明】
【００７０】
１ 印刷装置
１０ ステージ
１１、４１ 第１コーナーピン
１２、４２ 第２コーナーピン
１３、４３ 第３コーナーピン
１４、４４ 第１基準ピン
１５、４５ 第２基準ピン
１６ 吸引孔
１８ 吸引手段
１９ 検知用吸引孔
２０ センサ
３０ 積層治具
３１ 基台
３２ 下型
３３ 上型
３４、３５ 保護部材
４６ サイドピン
４７ 位置決めピン
Ｈ１〜Ｈ５ 第１基準穴〜第５基準穴
Ｎ１〜Ｎ４ 第１切り欠き〜第４切り欠き
Ｓ１ 積層用シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックグリーンシートの印刷および積層に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサなどのセンサ素子を初めとする種々のデバイスなどの作製手法として、セラミックス粉末と有機物との混合物であるスラリーを所定のフィルム上に塗布・乾燥させることによって作製した複数枚のセラミックグリーンシート（以下、単にグリーンシートとも称する）を、必要に応じてそれぞれにスクリーン印刷等によって所定の回路パターンを形成したりあるいはキャビティを形成したうえで積層し、これによって得られる積層体を焼結させる手法（グリーンシートプロセス）が広く知られている。
【０００３】
グリーンシートプロセスにおいては、印刷やキャビティ形成などがなされた複数のグリーンシートを積層する場合の積層精度を確保するために、使用するグリーンシートにあらかじめ位置決め用の基準穴を設けておき、印刷時にグリーンシートを配置するステージや積層に用いる治具などに設けておいたピンなどの突起部に対しグリーンシートの位置決め用の基準穴を嵌合させた状態で印刷や積層などを行う手法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、印刷等を行う前のグリーンシートであるブランクシートであって、位置決め用の複数の基準穴を上下２つ設けるとともに、位置評価用（測定用）の基準穴を併せて設けたものが開示されている。
【０００６】
しかしながら、グリーンシートは、伸びやしわなどの変形を起こしやすいため、特許文献１に開示されているように上下２つの基準穴を設けただけでは、グリーンシートが十分に拘束されないために印刷時や積層時に印刷位置ずれや積層ずれが発生しやすいという問題がある。
【０００７】
また、印刷時や積層時にステージあるいは積層治具に対してグリーンシートを人手によりセットする場合、誤ってグリーンシートを所定の状態から１８０°反転した状態でセットしようとしたり、あるいは表裏反転した状態でセットしようとしたりするミスが起こり得る。例えば、特許文献１に開示されているような態様で基準穴が設けられたグリーンシートの場合、グリーンシートにわずかな変形が生じることで、このような態様にてグリーンシートがセットされたことに気づかずにそのままで印刷や積層を行ってしまうことがあり得る。このような誤ったプロセスで作製された製品は当然に不良であるので、製品歩留まりの向上や工程ロスの低減のためには、そもそもそうしたミスが生じないように、あるいはさらに、仮にミスが生じたとしても後段の工程でできるだけ速やかに発見できるようにあらかじめ手立てをとっておくことが必要である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、グリーンシートの印刷・積層プロセスにおけるグリーンシートの配置ミスを防止し、併せて積層精度を向上させる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、印刷装置において少なくとも１つの印刷対象グリーンシートに印刷を行う印刷工程と、前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む複数のグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、を備えるグリーンシートの処理方法であって、前記印刷工程に先立って前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む前記複数のグリーンシートに前記印刷工程および前記積層工程における配置の指標となる配置指標を形成する配置指標形成工程、をさらに備え、前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、当該グリーンシートの一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、前記印刷工程において前記少なくとも１つのグリーンシートに対し印刷を行う印刷装置のステージに、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記少なくとも１つのグリーンシートが正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、前記印刷工程においては、前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記積層工程において前記複数のグリーンシートの積層に用いる積層治具に、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記複数のグリーンシートのそれぞれが正しく積層された状態で前記第３の基準穴と嵌合する位置決め用のピンとを設ける、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記複数のグリーンシートのそれぞれが平面視略矩形形状を有するものであり、前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、前記印刷装置と前記積層治具の少なくとも一方の、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記配置指標形成工程においては、前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記中心線に平行な辺に切り欠きをさらに設ける、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、印刷装置においてシート状の被印刷物に対し印刷を行う際の、前記被印刷物を固定するステージへの前記被印刷物の配置状態を判定する方法であって、印刷に先立って、前記被印刷物の外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、前記被印刷物の一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、前記ステージに、前記被印刷物が正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、前記被印刷物が平面視略矩形形状を有するものであり、前記被印刷物の四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、前記印刷装置の前記被印刷物の前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、前記被印刷物の前記中心線に平行は辺に切り欠きをさらに設ける、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１ないし請求項９の発明によれば、吸引孔における吸引状態に基づいてグリーンシートあるいは被印刷物の配置状態を判定することで、単に配置状態を視認することによってのみ配置のミスを検知する場合に比して、確実にミスを検知することができる。
【００１９】
また、請求項２の発明によれば、グリーンシートを１８０°反転や表裏反転して積層することが、好適に抑制される。
【００２０】
また、請求項３ないし請求項５、および請求項７ないし請求項９の発明によれば、グリーンシートあるいは被印刷物を誤った状態で無理に配置することが難しくなり、また、そのような配置が行われようとしている状態が容易に視認されるので、配置のミスが生じていることをより検知しやすくなる。
【００２１】
また、請求項４、請求項５、請求項８、および請求項９の発明によれば、グリーンシートあるいは被印刷物を誤った状態で配置しようとしていることがさらに視認容易となるので、配置のミスが生じていることをより検知しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ブランクシートＳ０を例示する図である。
【図２】積層体の形成に用いる積層用シートＳ１を例示する図である。
【図３】積層用シートＳ１を印刷装置１のステージ１０に正しく配置した状態を示す図である。
【図４】積層用シートＳ１を表裏反転して載置した場合の図３（ａ）のＡ−Ａ’断面における様子を示す図である。
【図５】積層用シートＳ１を積層治具３０に正しく配置した状態を示す図である。
【図６】実施例に係る積層体の垂直断面の様子を例示する図である。
【図７】積層ズレの測定結果をＡ層からＥ層の各層について示す図である。
【図８】それぞれの実施例および比較例における積層ズレの標準偏差σを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜グリーンシート＞
図１は、成型後、何らの加工も施されていないセラミックグリーンシートである、ブランクシートＳ０を例示する図である。本実施の形態においては、ブランクシートＳ０は上面視長方形をなすものとする。なお、便宜上、該長方形の長手方向（図１において図面視左右方向）をｘ軸方向とし、該長方形の短手方向（図１において図面視上下方向）をｙ軸方向とする（以降においても同様）。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態において積層体の形成に用いる積層用シートＳ１を例示する図である。積層用シートＳ１は、ブランクシートＳ０に対し所定の金型を用いた打ち抜き加工を行うことによって種々の基準穴および切り欠きを設けたものである。係る積層用シートＳ１は、必要に応じて回路パターンの印刷等が施された上で、積層処理に供される。積層処理においては、それぞれに印刷処理等が施された複数種類の積層用シートＳ１が所定の順序で積層され、一体化される。
【００２５】
積層用シートＳ１には、印刷時に印刷範囲外となるその周縁部の各所に、それぞれに役割の異なる５種の基準穴（第１基準穴Ｈ１〜第５基準穴Ｈ５）と４種の切り欠き（第１切り欠きＮ１〜第４切り欠きＮ４）とが設けられてなる。これらの切り欠きは、後述する印刷時や積層時に積層用シートＳ１を所定位置に配置する際の配置指標（目印）となる。なお、本実施の形態においては、積層用シートＳ１を上面視した場合に、それぞれの基準穴および切り欠きが図２に示す位置関係にある状態が、印刷時および積層時において積層用シートＳ１が正しく配置された状態であるとする。ただし、積層用シートＳ１に対して裏面印刷がなされる場合は、例外的に、図２に示す位置関係にある積層用シートＳ１を、ｙ軸方向を反転軸として表裏反転した状態が、積層用シートＳ１が正しく配置された状態であるとする。以降、係る場合について説明する場合はその旨を特記する。
【００２６】
第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２は、積層用シートＳ１の図面視上下２辺の近傍であって、ｘ軸方向の中点部分に設けられてなる。図２に示すように、積層用シートＳ１のｘ軸方向のサイズをＸとすると、第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２と積層用シートＳ１のｘ軸方向端部との距離はＸ／２である。換言すれば、第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２は、ｙ軸方向において対向配置されてなる。係る態様にて配置された第１基準穴Ｈ１および第２基準穴Ｈ２は、印刷時および積層時において、積層用シートＳ１の位置決めの基準として用いられる。
【００２７】
第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４は、間に第２基準穴Ｈ２を挟んでｘ軸方向において同一直線上に設けられてなる。換言すれば、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４とは、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とを通る直線と直交する直線上に設けられているともいえる。ただし、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４は、前者と第２基準穴Ｈ２との距離ｘ３と、後者と第２基準穴Ｈ２との距離ｘ４とが異なるように設けられてなる。すなわち、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４とは、第２基準穴Ｈ２に対して（より厳密には積層用シートＳ１のｘ軸方向の中点に対して）、非対称の位置にある。係る第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４は、印刷時および積層時において、積層用シートＳ１の１８０°反転および表裏反転を防止する目的で設けられてなる。
【００２８】
第５基準穴Ｈ５は、積層用シートＳ１の周縁部に離散的に多数設けられてなる。第５基準穴Ｈ５は、積層用シートＳ１の寸法評価その他を行う際の基準（マーカー）として用いられる。第５基準穴Ｈ５の配置位置や個数は図２に示すものに限られない。
【００２９】
第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３は、積層用シートＳ１の四隅に扇形状に設けられてなる。第３切り欠きＮ２は２つ設けられており、ｘ軸方向において対向配置されてなる。第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３は、金型においてそれぞれの切り欠きを形成する打ち抜き部分の半径を違えることで、それぞれに異なる形状を有するように形成されてなる。これも、印刷時および積層時に誤って１８０°反転されてしまうことを防止するためである。
【００３０】
第４切り欠きＮ４は、積層用シートＳ１の図面視右側の辺に矩形状に設けられてなる。第４切り欠きＮ４は、積層用シートＳ１の１８０°反転を防止する目的で設けられてなる。
【００３１】
＜印刷時のグリーンシート配置＞
次に、積層用シートＳ１に対し印刷を行う際の積層用シートＳ１の配置および固定について説明する。図３は、積層用シートＳ１を印刷装置１のステージ１０に正しく配置した状態を示す図である。図３（ａ）は、上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図４は、積層用シートＳ１を表裏反転して載置した場合の図３（ａ）のＡ−Ａ’断面における様子を示す図である。
【００３２】
印刷装置１は、ステージに配置固定された積層用シートＳ１に対して、例えば公知のスクリーン印刷法などによって、印刷を行う装置である。
【００３３】
印刷装置１において、ステージ１０には、第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３が設けられてなる。第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３は、それぞれ、積層用シートＳ１が正しくステージ１０に配置された状態で、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と当接するように、設けられてなる。上述したように、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３の形状は相異なるので、これに対応して、第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３の形状もそれぞれに異なっている。
【００３４】
また、ステージ１０にはさらに、第１基準ピン１４と第２基準ピン１５とが設けられてなる。第１基準ピン１４と第２基準ピン１５とは、それぞれ、積層用シートＳ１が正しくステージ１０に配置された状態で、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とに嵌合するように、設けられてなる。
【００３５】
さらに、印刷装置１は、配置された積層用シートＳ１を吸引固定するように構成されている。具体的には、図３（ｂ）に示すように、ステージ１０には多数の吸引孔１６が設けられている。吸引孔１６は、吸引経路１７によって、例えばロータリーポンプなどの吸引手段１８と通じている。積層用シートＳ１がステージ１０に正しく配置された状態で吸引手段１８を作動させ、これらの吸引孔１６の空気を吸引して吸引孔１６に負圧を与えることによって、積層用シートＳ１をステージ１０に吸引固定させることができる。
【００３６】
加えて、印刷装置１には、検知用吸引孔１９およびセンサ２０が設けられてなる。これらは、積層用シートＳ１が正しく配置されていないことを検知するために設けられている。検知用吸引孔１９とセンサ２０の詳細については後述する。
【００３７】
係る構成を有する印刷装置１においては、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３が第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３と正しく当接し、かつ、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とにそれぞれ第１基準ピン１４と第２基準ピン１５とを嵌合することで、積層用シートＳ１を正しく配置したことになる。すなわち、積層用シートＳ１は、その外周部分の随所において配置位置が規定された状態で、ステージ１０に吸引固定されることになる。これにより、積層用シートＳ１においては伸びやしわなどの変形が生じにくくなるとともに、積層用シートＳ１が予定された位置に正しく配置されるようになっている。その結果、積層用シートＳ１の印刷予定位置に正しく印刷が行われることになる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、積層用シートＳ１が誤って１８０°反転もしくは表裏反転の状態でステージ１０に配置されようとする場合にこれが確実に検知できるよう、積層用シートＳ１の形状および印刷装置１の構成に以下のような工夫がなされている。
【００３９】
第１には、積層用シートＳ１の四隅に設ける第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と、これらに対応させて印刷装置１に設ける第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３とを、それぞれに相異なる形状としている。
【００４０】
積層用シートＳ１が１８０°反転もしくは表裏反転されて配置される場合、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３は、正しく配置されるときとは異なるコーナーピンのところに位置することになる。そのため、積層用シートＳ１を配置しようとしても、端部がステージ１０から浮いてしまうなどして、正しく配置することができなくなる。無理に配置しようとした場合には、積層用シートＳ１が折れ曲がってしまうことも起こり得る。作業者が手作業で積層用シートＳ１を印刷装置１にセットする場合、積層用シートＳ１の配置状態にそのような不具合が生じていることは容易に視認されるので、自らが誤った配置を行おうとしていることに気付きやすくなる。
【００４１】
第２には、積層用シートＳ１において、第４切り欠きＮ４と、第３基準穴Ｈ３および第４基準穴Ｈ４とを、非対称に配置している。
【００４２】
積層用シートＳ１を１８０°反転させた場合や、反転軸をｙ軸方向として表裏反転した場合は、正しくは右端部にあるべき第４切り欠きＮ４が左端部に位置するとともに、第３基準穴Ｈ３と第４基準穴Ｈ４とのｘ軸方向の中点に対する配置関係が逆転する。これらは、印刷装置１に積層用シートＳ１をセットする作業者に対して、積層用シートＳ１の配置のミスを視覚的に把握させる効果がある。あるいは、本来配置されるべき位置におけるこれらの切り欠きや基準穴の有無を画像処理によって判別することも可能である。
【００４３】
第３には、印刷装置１に検知用吸引孔１９およびセンサ２０を設けている。
【００４４】
検知用吸引孔１９は、積層用シートＳ１が正しく配置された状態において第３基準穴Ｈ３と連通する位置および形状にてステージ１０に設けられている。検知用吸引孔１９は、吸引孔１６と同様に吸引経路１７によって吸引手段１８と通じているが、検知用吸引孔１９と接続された吸引経路１７にのみ、センサ２０が、検知用吸引孔１９における圧力状態を検知する目的で設けられている。センサ２０には、公知のものを適用可能である。
【００４５】
センサ２０は、積層用シートＳ１が配置された状態において負圧を検知すると積層用シートＳ１の配置状態に正常ではないと判定するよう構成されている。図３（ｂ）に示すように、積層用シートＳ１が正常に配置された場合、検知用吸引孔１９と第３基準穴Ｈ３とは連通するので、検知用吸引孔１９は解放状態にあり、吸引手段１８が作動しても負圧は生じない。一方、積層用シートＳ１を表裏反転して載置した場合、図４に示すように、検知用吸引孔１９は、積層用シートＳ１によって塞がれるために、吸引手段１８が作動している状態では負圧状態となる。１８０°反転した場合も同様である。これらの場合、センサ２０が係る負圧状態を検知し、積層用シートＳ１の配置状態に異常があると判定する。この判定は、積層用シートＳ１の状態を直接に視認しているか否かによらず行われるので、作業者に見落としがあるような場合であっても、確実に配置状態の異常を検知することができる。また、ステージ１０への積層用シートＳ１のセット作業を自動化している場合であっても、確実に配置状態の異常を検知することができる。
【００４６】
なお、検知用吸引孔１９は第４基準穴Ｈ４と連通する態様にて設けられていてもよい。
【００４７】
また、裏面印刷を行う印刷装置においては、積層用シートＳ１がその場合の正しい配置にあるときにそれぞれの構成要素が上述のような関係をみたすように構成されている。
【００４８】
以上、説明したように、本実施の形態においては、積層用シートに上述のような態様にて基準穴や切り欠きを設けるとともに、印刷装置もこれに対応する構造とすることで、印刷時の積層用シートＳ１の配置のミスを複数の手段で並行して検出できるようになっている。特に、検知用吸引孔における吸引状態に基づいて積層用シートの配置状態を判定することで、単に配置状態を視認することによってのみミスを検知する場合に比して、確実にミスを検知することができる。
【００４９】
また、複数の切り欠きや基準穴を併用して積層用シートの配置位置を外周部分の随所において規定することで、積層用シートに伸びやしわなどの変形が生じにくくなるとともに、積層用シートが予定された位置に正しく配置されるようになっている。これにより、積層用シートの印刷予定位置に正しく印刷が行われることになる。
【００５０】
なお、これまで説明した積層用シートＳ１の印刷時における配置ミス防止の手法は、必ずしも積層用シートＳ１に対してのみ適用されるわけではなく、被印刷物を所定のステージに配置固定して印刷を行う場合に一般に適用が可能である。
【００５１】
＜積層時のグリーンシート配置＞
次に、複数の積層用シートＳ１を積層する際の積層用シートＳ１の配置および固定について説明する。図５は、積層用シートＳ１を積層治具３０に正しく配置した状態を示す図である。図５（ａ）は、ある積層用シートＳ１が配置された状態における上面図であり、図５（ｂ）は、全ての積層用シートＳ１が積層された状態における図５（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、積層治具３０においては、その基台３１の上において下型（下側金型）３２と上型（上側金型）３３との間に挟み込む態様にて積層用シートＳ１を順次に積層する。なお、下型３２と積層用シートＳ１との間、および上型３３と積層用シートＳ１との間にはそれぞれ保護部材３４、３５を介在させてなる。
【００５３】
積層治具３０には、第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３が設けられてなる。第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３は、それぞれ、積層用シートＳ１が正しく積層された状態で、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と当接するように、設けられてなる。印刷装置１の第１コーナーピン１１、第２コーナーピン１２、および第３コーナーピン１３と同様に、積層治具３０においても、第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３の形状が相異なることに対応して、第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３の形状はそれぞれに異なっている。
【００５４】
また、積層治具３０には、第１基準ピン４４と第２基準ピン４５とが設けられてなる。第１基準ピン４４と第２基準ピン４５とは、それぞれの積層用シートＳ１が正しく積層された状態で、それぞれの積層用シートＳ１の第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２とに嵌合するように、設けられてなる。
【００５５】
加えて、積層治具３０には、複数のサイドピン４６が、積層用シートＳ１の各辺に対応させて設けられてなる。なお、図５においては、積層用シートＳ１の短手方向の辺に１つ、長手方向の辺に２つのサイドピン４６が設けられている場合を例示しているが、サイドピン４６の数および配置はこれに限られない。
【００５６】
サイドピン４６は、積層用シートＳ１の積層位置をその外周側から規定する目的で設けられてなる。積層治具３０においては、それぞれの積層用シートＳ１は、各辺がサイドピン４６と略当接する態様でのみ、積層可能とされてなる。
【００５７】
また、積層治具３０の、積層用シートＳ１が正しく配置された状態において第３基準穴Ｈ３が位置する箇所には、位置決めピン４７が備わっている。
【００５８】
位置決めピン４７は、積層用シートＳ１の積層ズレを抑制するとともに、積層の向きを一義的に定める目的で設けられる。すなわち、積層用シートＳ１を仮に１８０°反転もしくは表裏反転した状態で積層しようとしても、位置決めピン４７が貫通する穴が存在しないため、そのような態様での積層は好適に阻止されることになる。例えば、第４基準穴Ｈ４と第３基準穴Ｈ３とは非対称に配置されているので、反転軸をｙ軸方向として表裏反転したとしても第４基準穴Ｈ４に位置決めピン４７が嵌合することはない。
【００５９】
なお、図５に示す場合においては、第３基準穴Ｈ３が位置する箇所に位置決めピン４７が設けられるが、これに代わり、第４基準穴Ｈ４が位置する箇所に位置決めピン４７が設けられる態様であってもよい。
【００６０】
これらサイドピン４６と位置決めピン４７の作用によって、本実施の形態においては、積層用シートＳ１が正しい向きに積層されるとともに、積層ズレが好適に抑制される。なお、本実施の形態において、「積層ズレが抑制される」とは、単に積層用シートＳ１がずれることなく積層されるということのみを意味しているのではなく、上述のように印刷予定位置に対し正しく印刷パターンが形成された積層用シートＳ１を積層対象とすることで、積層体における印刷パターンの位置精度が確保されていることを意味している。
【００６１】
また、積層用シートＳ１の第１切り欠きＮ１、第２切り欠きＮ２、および第３切り欠きＮ３と、積層治具３０の第１コーナーピン４１、第２コーナーピン４２、および第３コーナーピン４３との関係や、第４切り欠きＮ４の非対称配置については、印刷装置１の場合と同様であるので、これらに基づく不具合が生じた場合にこれを容易に認識できることは上述の通りである。
【００６２】
すなわち、印刷時の配置ミス防止のために積層用シートに設けた基準穴や切り欠きを積層時のミス防止のためにも利用できるよう、積層治具が構成されており、積層用シートの積層のミスを確実に検出できるようになっている。
【００６３】
以上、説明したように、本実施の形態においては、積層用シートの反転に伴う印刷および積層のミスが好適に防止されてなるとともに、積層用シートを積層して積層体を形成する際に積層ズレが生じることが、好適に抑制されてなる。
【実施例】
【００６４】
上述の実施の形態のように切り欠きおよび基準穴を形成した５枚の積層用シートＳ１を作製し、それぞれに対して印刷装置１によって印刷を行い、それらを、積層治具３０を用いて積層することで、実施例１〜実施例５の５つの積層体を作製した。
【００６５】
一方、第１基準穴Ｈ１と第２基準穴Ｈ２のみを設けた５枚の積層用シートを用意し、同様に印刷および積層を行って、比較例１〜比較例５の５つの積層体を得た。
【００６６】
なお、各実施例および各比較例においては、積層体を構成する積層用シートにそれぞれ、積層体の左右端部の中点位置を基準点とする同一形状のパターンを印刷している。
【００６７】
得られた積層体を、該印刷パターンが形成された位置において垂直にカットし、それぞれの印刷パターンについて、その中央位置の基準点からのズレ（積層ズレ）を測定した。図６は、係る場合の各積層体の垂直断面の様子を例示する図である。なお、個々の積層用シートによって形成された５つの層を下から順にＡ層、Ｂ層、Ｃ層、Ｄ層、およびＥ層と称することとする。図６に示す場合であれば、距離ΔがＡ層についての積層ズレとなる。
【００６８】
図７は、積層ズレの測定結果をＡ層からＥ層の各層について示す図である。また、図８は、それぞれの実施例および比較例における積層ズレの標準偏差σを示す図である。図７によれば、実施例１〜実施例５では、どの層においても概ね±０．０５ｍｍ以下に収まっているのに対して、比較例１〜比較例５においては、０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ程度までの積層ズレが存在する。係る結果を反映して、図８に示すように、実施例１〜実施例５においては総じて、比較例１〜比較例５よりも標準偏差σの値が小さくなっている。
【００６９】
係る結果は、上述の実施の形態のように積層用シートを形成し、さらに印刷および積層を行うことで、積層ズレが抑制されていることを示している。
【符号の説明】
【００７０】
１ 印刷装置
１０ ステージ
１１、４１ 第１コーナーピン
１２、４２ 第２コーナーピン
１３、４３ 第３コーナーピン
１４、４４ 第１基準ピン
１５、４５ 第２基準ピン
１６ 吸引孔
１８ 吸引手段
１９ 検知用吸引孔
２０ センサ
３０ 積層治具
３１ 基台
３２ 下型
３３ 上型
３４、３５ 保護部材
４６ サイドピン
４７ 位置決めピン
Ｈ１〜Ｈ５ 第１基準穴〜第５基準穴
Ｎ１〜Ｎ４ 第１切り欠き〜第４切り欠き
Ｓ１ 積層用シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷装置において少なくとも１つの印刷対象グリーンシートに印刷を行う印刷工程と、
前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む複数のグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、
を備えるグリーンシートの処理方法であって、
前記印刷工程に先立って前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む前記複数のグリーンシートに前記印刷工程および前記積層工程における配置の指標となる配置指標を形成する配置指標形成工程、
をさらに備え、
前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、当該グリーンシートの一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、
前記印刷工程において前記少なくとも１つのグリーンシートに対し印刷を行う印刷装置のステージに、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記少なくとも１つのグリーンシートが正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、
前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、
前記印刷工程においては、前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記積層工程において前記複数のグリーンシートの積層に用いる積層治具に、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記複数のグリーンシートのそれぞれが正しく積層された状態で前記第３の基準穴と嵌合する位置決め用のピンとを設ける、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記複数のグリーンシートのそれぞれが平面視略矩形形状を有するものであり、
前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、
前記印刷装置と前記積層治具の少なくとも一方の、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記配置指標形成工程においては、前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項５】
請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記中心線に平行な辺に切り欠きをさらに設ける、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項６】
印刷装置においてシート状の被印刷物に対し印刷を行う際の、前記被印刷物を固定するステージへの前記被印刷物の配置状態を判定する方法であって、
印刷に先立って、前記被印刷物の外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、前記被印刷物の一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、
前記ステージに、前記被印刷物が正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、
前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、
前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、
前記被印刷物が平面視略矩形形状を有するものであり、
前記被印刷物の四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、
前記印刷装置の前記被印刷物の前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、
前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項９】
請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、
前記被印刷物の前記中心線に平行は辺に切り欠きをさらに設ける、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項１】
印刷装置において少なくとも１つの印刷対象グリーンシートに印刷を行う印刷工程と、
前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む複数のグリーンシートを積層して積層体を形成する積層工程と、
を備えるグリーンシートの処理方法であって、
前記印刷工程に先立って前記少なくとも１つの印刷対象グリーンシートを含む前記複数のグリーンシートに前記印刷工程および前記積層工程における配置の指標となる配置指標を形成する配置指標形成工程、
をさらに備え、
前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、当該グリーンシートの一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、
前記印刷工程において前記少なくとも１つのグリーンシートに対し印刷を行う印刷装置のステージに、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記少なくとも１つのグリーンシートが正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、
前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、
前記印刷工程においては、前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記積層工程において前記複数のグリーンシートの積層に用いる積層治具に、前記第１と第２の基準穴に嵌合する第１と第２の基準ピンと、前記複数のグリーンシートのそれぞれが正しく積層された状態で前記第３の基準穴と嵌合する位置決め用のピンとを設ける、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記複数のグリーンシートのそれぞれが平面視略矩形形状を有するものであり、
前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、
前記印刷装置と前記積層治具の少なくとも一方の、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記配置指標形成工程においては、前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項５】
請求項３に記載のグリーンシートの処理方法であって、
前記配置指標形成工程においては、前記複数のグリーンシートのそれぞれの前記中心線に平行な辺に切り欠きをさらに設ける、
ことを特徴とするグリーンシートの処理方法。
【請求項６】
印刷装置においてシート状の被印刷物に対し印刷を行う際の、前記被印刷物を固定するステージへの前記被印刷物の配置状態を判定する方法であって、
印刷に先立って、前記被印刷物の外周部の印刷範囲外に、第１と第２の基準穴を、前記被印刷物の一の中心線上にて互いに対向させて設けるとともに、前記第２の基準穴を通り前記一の中心線と直交する直線上に第３の基準穴を設け、
前記ステージに、前記被印刷物が正しく固定された状態で前記第３の基準穴と連通する検知用吸引孔を設け、
前記印刷装置に、前記吸引孔の空気を吸引する吸引手段と、前記吸引孔における圧力状態を検知するセンサとを設け、
前記センサが負圧を検知したときに前記ステージに前記被印刷物が正しく配置されていないと判定する、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、
前記被印刷物が平面視略矩形形状を有するものであり、
前記被印刷物の四隅に、扇形状の切り欠きを、前記四隅のうちの３つにおける前記切り欠きの形状が異なるように設けるとともに、
前記印刷装置の前記被印刷物の前記四隅に対応する位置に、前記四隅の形状に応じたコーナーピンをあらかじめ設けておく、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、
前記印刷範囲外であって前記一の中心線に対して前記第３の基準穴と非対称な位置に、第４の基準穴を設ける、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【請求項９】
請求項７に記載の被印刷物の配置状態判定方法であって、
前記被印刷物の前記中心線に平行は辺に切り欠きをさらに設ける、
ことを特徴とする被印刷物の配置状態判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９６８６８（Ｐ２０１１−９６８６８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９７１６（Ｐ２００９−２４９７１６）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【出願人】（５０９３０２６６３）エヌジーケイ・セラミックデバイス株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【出願人】（５０９３０２６６３）エヌジーケイ・セラミックデバイス株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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