JP2004200020A - スパークプラグ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数色を用いた意匠性の高いスパークプラグ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】スパークプラグ１は、絶縁体２とこの軸方向一部を取り囲む主体金具３とを備える。このスパークプラグ１は、絶縁体２うち主体金具３から露出する露出部２５の表面の一部に、複数色のインクＩＮ１等をそれぞれスクリーン印刷によって塗布し焼き付けてなり、スパークプラグ１に複数色から構成される模様の意匠を施す色彩層１０を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】スパークプラグ１は、絶縁体２とこの軸方向一部を取り囲む主体金具３とを備える。このスパークプラグ１は、絶縁体２うち主体金具３から露出する露出部２５の表面の一部に、複数色のインクＩＮ１等をそれぞれスクリーン印刷によって塗布し焼き付けてなり、スパークプラグ１に複数色から構成される模様の意匠を施す色彩層１０を備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパークプラグ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパークプラグは、エンジン等の点火を行うための機能部品であるが、プラグ交換などのため自動車用品店などに陳列され、消費者（運転者）などの目に触れやすい部品である。このため、近年その意匠性に関する関心が高まっている。そこで、スパークプラグの意匠性を高めるため、特許文献１に示すように、絶縁体（絶縁碍子）のうち主体金具から露出する部分に転写シートを用いて複数色からなる模様の意匠を施すことが行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−４４５８３号公報（第３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転写シートは高価である上、絶縁体への転写に時間が掛かり、工数が掛かってコスト高となる。
一方、ゴム印による転写印刷（ゴム判印刷）は、印刷面の状態が不均一になりやすく、また、細かなデザイン部分に対応し難い。また、ゴム判印刷やタンポ印刷では、複数色の模様を形成するために、１つの絶縁体に対し、複数回印刷を行うと、既に印刷されたインクに重なったり接したりする場合に、既に印刷されたインクを取り去ってしまう場合が生じるなど、複数色の印刷に適用するのに限界がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、複数色を用いた意匠性の高いスパークプラグ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
しかしてその解決手段は、筒状の絶縁体と、この絶縁体の軸方向の一部を取り囲む主体金具とを備えるスパークプラグであって、上記絶縁体のうち上記主体金具から露出する露出部の表面の少なくとも一部に、複数色のインクをそれぞれスクリーン印刷によって塗布し焼き付けてなり、上記スパークプラグに複数色から構成される模様の意匠を施す色彩層を備えるスパークプラグである。
【０００６】
本発明のスパークプラグでは、スクリーン印刷によって複数色のインクを塗布しているので、ゴム判印刷やタンポ印刷などと異なり、各色のインクを精度良く均一にインクを塗布できる。また、インクが重なったり接したりする場合でも印刷が可能であるなど、付与できる意匠の自由度が高い。一方、転写シートを用いた場合よりも安価に印刷でき、製造も容易である。
【０００７】
他の解決手段は、焼成された絶縁体のうち、主体金具と組み合わせられたときにこの主体金具から露出する露出部の表面の少なくとも一部に、複数色のインクをそれぞれスクリーン印刷によって所定パターンに塗布する複数の印刷工程と、上記複数色のインクを焼き付けて、上記絶縁体に複数色から構成される模様の意匠を施してなる色彩層を形成する焼き付け工程と、上記色彩層が形成された上記絶縁体の中心軸に沿って穿孔された軸孔に、中心電極を配置し、気密封止する中心電極封止工程と、上記中心電極が封止された上記絶縁体を上記主体金具に組み付ける絶縁体組み付け工程と、を含むスパークプラグの製造方法である。
【０００８】
本発明のスパークプラグの製造方法では、複数の印刷工程におけるスクリーン印刷によって複数色のインクを塗布しているので、ゴム判印刷やタンポ印刷などと異なり、各色のインクを精度良く均一にインクを塗布できる。また、インクが重なったり接したりする場合でも印刷が可能であるなど、付与できる意匠の自由度が高い。一方、転写紙を用いた場合よりも安価に印刷でき、製造も容易である。
【０００９】
ところで、絶縁体に中心電極を組み付けた後、あるいは、絶縁体を主体金具に組み付けた後に、インクの焼き付けを行うと、焼き付け温度によっては、絶縁体内に配置された中心電極の気密性を得るためのシールガラスに熱変化が生じたり、主体金具のうち絶縁体を固定するカシメ部にゆるみ等を生じる虞がある。
これに対し、本発明では、色彩層を絶縁体に焼き付け形成した後に、絶縁体に中心電極を組み付け、この絶縁体を主体金具に組み付けている。このため、シールガラスやカシメに関する問題は生じない。
なお、絶縁体の耐熱温度の範囲内であれば、例えば、８００〜１０００℃というような高い温度でインクを焼き付けることができる。従って、顔料成分、ガラス成分を含む無機系のインクを用いることができ、耐熱性、耐久性、耐候性の高い意匠部となすことができる。
【００１０】
上記スパークプラグの製造方法であって、前記複数色のインクは、それぞれ焼き付け後に所望の色彩に発色する発色顔料とガラス成分とワックスとからなり、前記複数の印刷工程は、いずれも、上記インクを、このインクに含有される上記ワックスの軟化点より高い温度に加熱し、上記ワックスの軟化点より低い温度に保持した前記絶縁体にそれぞれスクリーン印刷するスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１１】
本発明のスパークプラグの製造方法では、インクに発色顔料やガラス成分の他にワックスを含有させている。このため、ワックスの軟化点以上の温度にインクを加熱することにより、スクリーン印刷時にはインクを液状化させることができるので、スムーズに印刷をすることができる。一方、印刷後は絶縁体の温度が軟化点より低いことから、ワックスが速やかに固化してインクの濡れ拡がりやニジミを防止することができる。また、ワックス、従ってインクは絶縁体への塗布後速やかに固化するため、インクの乾燥工程が不要あるいはごく短くて済むから、連続的にあるいは短い時間間隔で別の色のインクを絶縁体に塗布しても、スクリーンの裏面に既に塗布したインクが付着してしまう不具合を防止することができる。このため、スループットが大きく、絶縁体さらにはスパークプラグを安価に製造できる。
【００１２】
さらに上記スパークプラグの製造方法であって、前記複数の印刷工程は、前記複数色のインクのうち第１インクを用いた第１印刷工程と、上記複数色のインクのうち第２インクを用いて上記第１印刷工程に続いて行う第２印刷工程とを比較したとき、上記第２インクに含まれる前記ワックスは、上記第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点と同じまたは第１ワックスよりも高い軟化点を有する第２ワックスであり、上記第２印刷工程では、上記第１印刷工程と同じ温度または第１印刷工程よりも低い温度まで上記第２インクを加熱する関係を有するスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１３】
第２印刷工程で第２インクを印刷する際には、絶縁体の露出部の表面には、既に第１インクが印刷されている。
ここで、以下の▲１▼〜▲３▼の場合には、第２インクの印刷後、第１インクと第２インクとの間にニジミが発生しやすい。
▲１▼第１，第２インクに含まれる第１，第２ワックスの軟化点が同じであり、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクより高い温度まで加熱した場合。
▲２▼第２インクに含まれる第２ワックスの軟化点が第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点より低く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクと同じ温度まで加熱した場合。
▲３▼第２ワックスの軟化点が第１ワックスの軟化点より低く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクより高い温度まで加熱した場合。
これは、▲１▼，▲３▼の場合には塗布された第２インクの温度が高いため、また、▲２▼，▲３▼の場合には、第２ワックスの軟化点が第１ワックスの軟化点より低いため、印刷後、第２インクが固化するまでの期間が上述の▲１▼〜▲３▼以外の場合（次述する▲４▼〜▲７▼の場合）に比して長くなる。このため、印刷された第２インクが既に印刷された第１インクと融け合ったり、第１インクに含まれる顔料が液状化している第２インクにとけ込んだりして、第１，第２インクの境界でニジミが生じるからであると考えられる。
【００１４】
これに対して、本発明のスパークプラグの製造方法では、第１，第２ワックスの軟化点の関係、及び第１，第２インクの加熱温度の関係を以下の▲４▼〜▲７▼のようにしている。
▲４▼第１，第２インクに含まれる第１，第２ワックスの軟化点が同じであり、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクと同じ温度まで加熱した場合。
▲５▼第１，第２インクに含まれる第１，第２ワックスの軟化点が同じであり、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクよりも低い温度まで加熱した場合。
▲６▼第２インクに含まれる第２ワックスの軟化点が第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点より高く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクと同じ温度まで加熱した場合。
▲７▼第２ワックスの軟化点が第１ワックスの軟化点より高く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクより低い温度まで加熱した場合。
これら▲４▼〜▲７▼の場合には、上述の▲１▼〜▲３▼の場合に比して、第２インクは印刷後速やかに固化する。このため、第１インクとの間にニジミが生じにくくなると考えられる。かくして、本発明によれば、既に印刷された第１インクに重なってあるいは接して塗布された場合でも、第１インクとの間にニジミなどを発生することがなく、美しく印刷することができる。
【００１５】
さらに上記いずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、を含み、上記釉焼工程の後に、前記複数の印刷工程を行うスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１６】
アルミナ焼結体などからなる絶縁体の表面は、焼成後の表面のままでは汚れや擦過痕が付きやすく、一旦付いた汚れ等の除去が難しい。従って、露出部に汚れや擦過痕がついた場合には、たとえ絶縁体さらにはプラグとしての特性には問題が無くても、外観不良となることが多く、製造歩留まりの低下を招きやすい。従って、絶縁体を焼成した後、できるだけ早い段階で施釉、釉焼して、露出部を含む所定部分に釉層（グレーズ層）を形成することが望まれる。釉層が形成されれば、露出部に汚れや擦過痕が付くことが防止され、外観不良となる危険性を低減することができるからである。
【００１７】
これに対し、本発明のスパークプラグの製造方法では、施釉工程、釉焼工程の後に、複数の印刷工程、焼き付け工程を行う。このため、複数の印刷工程などで絶縁体に汚れや擦過痕が付くのが防止できるから、全体として、プラグの製造歩留まりを向上させることができる。また、釉焼後は釉層の存在によって絶縁体の露出部に汚れ等が付きにくくなるので、複数の印刷工程などでの絶縁体の取り扱いも容易となる。
【００１８】
あるいは、前記いずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、を含み、前記複数の印刷工程の後に、上記施釉工程を行い、前記焼き付け工程は、上記釉焼工程を兼ねるスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１９】
本発明のスパークプラグの製造方法では、絶縁体の表面に複数色のインクを印刷しさらに釉薬を掛け、その後、インクを焼き付けると同時に釉薬を焼き付ける。このため、複数色のインクの焼き付けと釉薬の焼き付けとを一度に済ますことができるから、工程が簡単になり、焼成費用も削減することができる。
【００２０】
ところで、一般に、スクリーン印刷を行うと、インクが厚くなりがちであるため、焼き付け後も露出部の表面から突出する凸状の形態になりやすい。すると、スパークプラグの絶縁体の露出部にプラグキャップを被せても、絶縁体とプラグキャップとの間のうち、露出部の表面と意匠部との間の段差部分に隙間ができる。このため、露出部の表面においてこの隙間を通じて放電するフラッシュオーバが生じる虞がある。
しかるに本発明では、インクを焼き付けた部分とそうでない部分（露出部の表面）のいずれにも釉層（グレーズ層）が形成されるので、インクを焼き付けた部分とそうでない部分との間の段差が滑らかになり、表面が平滑になる。このため、段差部分が生じにくく、プラグキャップと絶縁体（ストレート部）との間に隙間が生じ難いので、フラッシュオーバなどの不具合を防止することができる。
【００２１】
あるいは、前記いずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、を含み、前記複数の印刷工程の前に、上記施釉工程を行い、前記焼き付け工程は、上記釉焼工程を兼ねるスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００２２】
本発明のスパークプラグの製造方法では、絶縁体の表面に釉薬を掛けさらに複数色のインクを印刷し、その後、インクを焼き付けると同時に釉薬を焼き付ける。このため、複数色のインクの焼き付けと釉薬の焼き付けとを一度に済ますことができるから、工程が簡単になり、焼成費用も削減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
本発明の実施の形態を、図１〜図１２を参照して説明する。図１は本実施形態にかかるスパークプラグ１の外観を示す側面図、図２はその縦断面図である。このスパークプラグ１は、絶縁体２と、この絶縁体の周囲を取り囲む筒状の主体金具３と、絶縁体２の軸孔２Ｈ（図２参照）内に設けられた中心電極４と、主体金具３の先端部３４の先端面３４Ｔに一端が固着され他端側の側面のうち側方対向面５Ｔが中心電極４の先端部４３と対向するように屈曲された外側電極５とを有している。
【００２４】
主体金具３は、低炭素鋼などからなり、大略筒形である。この主体金具３は、径大のフランジ部３１と、これより基端側（図１中上方）に位置し、スパークプラグ１をシリンダーヘッド等に取り付ける際にスパナ等の工具を係合させる断面六角形状の工具係合部３２と、先端側（図１中下方）に位置しフランジ部３１より細径である先端部３４とを有する。先端部３４の外周には、スパークプラグ１をシリンダーヘッド等にネジ止めするためのネジ３５が形成されている。また、工具係合部３２に基端側には、絶縁体２を主体金具に加締め固定するためのカシメ部３３を備える。
【００２５】
一方、絶縁体２（図２参照）は、アルミナセラミックからなり、上述したようにその中心軸に沿って軸孔２Ｈが穿孔されている。この軸孔２Ｈのうち、先端側（図２中下方）には中心電極４が、基端側（図２中上方）には高電圧を中心電極４に導く端子金具６が固定されている。この軸孔２Ｈにおいて、中心電極４と端子金具６との間には抵抗体７が配置されている。この抵抗体７の両端部は、導電性ガラスシール層８１，８２によって、それぞれ中心電極４及び端子金具６に電気的に接続すると共に、この導電性ガラスシール層８１，８２によって、中心電極４、抵抗体７及び端子金具６は、絶縁体２の軸孔２Ｈと気密封止されている。絶縁体２は、その軸方向（図２中上下方向）略中央に径大の突出部２１を有し、この突出部２１の先端側（図２中下方）には、これより細径の中間胴部２２、さらに細径で先細のテーパ形状を有する脚部２３を有する。一方、突出部２１の基端側（図２中上方）には、基端部２４を有する。この基端部２４は、絶縁体２を主体金具３に組み付けたときに、外部に露出する露出部２５と、主体金具３の工具係合部３２及びカシメ部３３の径方向内側に位置し、主体金具３のカシメ部３３を用いたカシメ固定によって主体金具３内に保持される保持部２６とを有する。さらに露出部２５は、そのうち基端側に位置する凹凸形状のコルゲーション部２５１と円筒状のストレート部２５２とからなる。
【００２６】
絶縁体２の軸孔２Ｈに固定された中心電極４は、銅からなる中軸部４１と、ニッケル合金からなり中軸部４１を取り囲む被覆部４２とを有する。被覆部４２のうち先端側の先端部４３は、絶縁体２の脚部２３の先端２３Ｔ（図２中下端）から、先端方向に突出するように配置されている。この先端部４３の先端面４３Ｔには、貴金属からなる中心側チップ４４が先端側（図２中下方）に向かって突設されている。
【００２７】
外側電極５は、前述したように、一端が主体金具３の先端部３４の先端面３４Ｔに固着され、他端が中心軸側に向けて屈曲され、その中心を向く側面のうち側方対向面５Ｔが中心電極４の先端部４３と対向するように配置されている。この側方対向面５Ｔにも、貴金属からなる外側チップ５１が基端側（図中上方）に向かって突設されている。そして、中心電極４の中心側チップ４４と外側電極５の外側チップ５１との間が、火花放電を生じさせる火花放電ギャップＧとなっている。
【００２８】
さらに、本実施形態のスパークプラグ１は、図１に示すように、絶縁体２の露出部２５、具体的には、そのうちコルゲーション部２５１を除く、ほぼ円筒面を有するストレート部２５２に、多色から構成される模様の意匠が施されている。
本実施形態では、例えば、アルミナからなる絶縁体２の地色である白地に、発色顔料によって、黄色に発色している第１色彩層１１、緑色に発色している第２色彩層１２、赤色に発色している第３色彩層１３、青色に発色している第４色彩層１４からなる４色の発色層１０によって模様の意匠が施されている。このように絶縁体２の露出部に多色の意匠を施すことで、スパークプラグ１の意匠性を高め、消費者の購買意欲を高めることができる。
【００２９】
次いで、このスパークプラグ１の製造方法について、図３〜図１０を参照して説明する。まず、予めアルミナセラミック粉末をラバープレスし焼成するなど、公知の手法により、図５に示すアルミナセラミックからなる絶縁体２を形成しておく。次いで、図３のステップＳ１に示す施釉工程において、図６に示すように、釉薬液ＧＺをノズルＮＺから噴霧して、この素焼き状態の絶縁体２のうち、突出部２１よりも基端側（図中上方）の基端部２４に、未焼成釉層９１を形成する。なお、未焼成釉層９１は、露出部２５のみならず保持部２６を含め基端部２４全体に形成する。
【００３０】
その後、ステップＳ２の釉焼工程に進む。具体的には、未焼成釉層９１を形成した絶縁体を８５０℃に加熱して未焼成釉層９１に含まれるガラス成分を融解させ、絶縁体２の基端部２４の表面に、滑らかな釉層９を形成する。この釉層９の厚さは、１０μｍ程度である。このようにして釉層９を予め形成したことにより、後の工程において基端部２４（露出部２５）に汚れや擦過痕が付くことが防止される。
【００３１】
次いで、ステップＳ３の複数色印刷工程に進む。まず、この複数色印刷工程において、絶縁体２に塗布するインクについて説明する。次述するように本実施形態の複数色印刷工程では、４種の第１〜第４インクＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４を用いるが、これらのインクは、いずれも以下の基本組成、即ち、ガラス成分と、発色顔料成分と、ワックス成分とを有している。ガラス成分としては、例えば、ＰｂＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯや焼成後にこれらのガラス成分となるＰｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒを含む化合物が挙げられる。また、発色顔料成分としては、インクの焼き付け工程後に所定の発色が得られる成分で有ればよいが、例えば、Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２Ｏ５，ＭｎＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＣｏＯ，ＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＭｎＯ２，Ｃｄ２Ｏ３，ＳｎＯ２，Ｓｂ２Ｏ５，ＳｅＯ２などの発色顔料成分や焼成後にこれらの発色顔料成分となるＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓｅを含む化合物が挙げられる。さらに、発色促進成分として、ＴｉＯ２，ＺｒＯ２や焼成後にこれらの発色促進成分となるＴｉ，Ｚｒを含む化合物を含ませることもできる。また、ワックス成分としては、後述するように、適切な軟化点を有するものを用いることができる。
【００３２】
この複数色印刷工程では、スクリーン印刷を４回行う。スクリーン印刷の様子を図７に示す。以下に説明する４回のスクリーン印刷は、使用するスクリーンのパターン及びインクが異なるだけで、いずれも同様な装置を用いてスクリーン印刷を行う。絶縁物（例えば、絶縁性樹脂、木材等）からなるスクリーン枠ＦＳには、所定のテンションでステンレスからなるメッシュＭＥが張られており、このメッシュＭＥには、印刷パターンに応じたレジスト開口ＲＧＯを有するレジストＲＧが形成されて、スクリーンＳＣを形成している。矩形状のスクリーン枠ＦＳの対向する２辺のうち一辺（図中右側）には、メッシュＭＥを挟むようにして、第１電極ＥＬ１が固定されている。また、他の一辺（図中左側）にも、メッシュＭＥを挟むようにして、第２電極ＥＬ２が固定されている。そして、第１，第２電極ＥＬ１，ＥＬ２の間には、温度制御装置ＣＯＮを介して電源ＰＷＲが接続されており、温度制御装置ＣＯＮに従って、第１電極ＥＬ１、メッシュＭＥ、第２電極ＥＬ２を経由して電流Ｉが流れるようになっている。このため、ステンレスからなるメッシュＭＥは通電によって発熱すると共に、スクリーンＳＣ上に載置されているインク（第１インクＩＮ１等）を加熱する。スクリーンＳＣに接するよう配置された温度センサＴＳからの信号により、温度制御装置ＣＯＮは回路に流れる電流Ｉを制御して、スクリーンＳＣ及びその上に載置したインクの温度を一定に制御している。
【００３３】
スクリーン印刷の仕方は、図７に示すように、釉層９が形成された絶縁体２、具体的にはストレート部２５２をスクリーンＳＣの下面に当接させた状態で、スキージＳＱをその先端がスクリーンＳＣを介して絶縁体（ストレート部２５２）に当たるように固定する。その上で、スクリーンＳＣを図示しない移動機構によって、移動（図７において左方向に移動）させると共に、これに同期して絶縁体２をスクリーンＳＣの下面に接しつつ転がすように回転（図７において反時計方向に回転）させる。これにより、スクリーンＳＣの上方に載置してあったインク（第１インクＩＮ１等）が、レジスト開口ＲＧＯを通じて、絶縁体２のストレート部２５２に印刷される。なお、絶縁体２は、スクリーンＳＣ、従ってインクの温度、及びインクに添加したワックスの軟化点よりも低い温度に保たれている。
【００３４】
まず、絶縁体２の中間胴部２２や脚部２３を把持して、絶縁体２を保持する（ステップＳ３１）。次いで、上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３２の第１インク印刷工程を行う。具体的には、第１インクＩＮ１及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第１色彩層１１となる第１インク層１１Ｂを印刷形成する（図８参照）。上述したように、絶縁体２は第１インクＩＮ１に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第１インク層１１Ｂは印刷直後に冷却されて速やかに固化する。従って、第１インク層１１Ｂが濡れ拡がるなどの不具合を生じることはない。
【００３５】
続いて、同じく上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３３の第２インク印刷工程を行う。具体的には、第２インクＩＮ２及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第２色彩層１２となる第２インク層１２Ｂを印刷形成する（図９参照）。絶縁体２は第２インクＩＮ２に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第２インク層１２Ｂも印刷直後に冷却されて速やかに固化する。また、第２インク印刷工程で第２インクＩＮ２を印刷する際、絶縁体２に既に印刷された第１インク層１１Ｂは絶縁体２によって冷やされている。従って、後述するように添加するワックスの軟化点及びスクリーンの温度を適切に設定することによって、短時間のスクリーンＳＣとの接触などでは、軟化、溶解しないようにすることができ、これにより、第１インク層１１Ｂと第２インク層１２Ｂとの境界部分や重ね塗り部分でニジミが生じるのを防止できる。
【００３６】
さらに、同じく上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３４の第３インク印刷工程を行い、第３インクＩＮ３及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第３色彩層１３となる第３インク層１３Ｂを印刷形成する（図１０参照）。絶縁体２は第３インクＩＮ３に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第３インク層１３Ｂも印刷直後に冷却されて速やかに固化する。また、第３インク印刷工程で第３インクＩＮ３を印刷する際、絶縁体２に既に印刷された第１，第２インク層１１Ｂ，１２Ｂは絶縁体２によって冷やされている。従って、ワックスの軟化点及びスクリーンの温度の適切な設定によって、ニジミの発生を防止できる。
【００３７】
さらに、同じく上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３５の第４インク印刷工程を行い、第４インクＩＮ４及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第４色彩層１４となる第４インク層１４Ｂを印刷形成する（図１１参照）。絶縁体２は第４インクＩＮ４に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第４インク層１４Ｂも印刷直後に冷却されて速やかに固化する。また、第４インク印刷工程で第４インクＩＮ４を印刷する際、絶縁体２に既に印刷された第１，第２，第３インク層１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂは絶縁体２によって冷やされている。従って、ワックスの軟化点及びスクリーンの温度の適切な設定によって、ニジミの発生を防止できる。
その後、ステップＳ３６において、把持していた絶縁体２を開放し、メインルーチンに戻る。
【００３８】
次いで、ステップＳ４の焼き付け工程では、絶縁体２を９５０℃に加熱して、複数色印刷工程で印刷された第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２に焼き付け、第１〜第４色彩層１１〜１４を形成する。かくして、絶縁体２の露出部２５に、白色（絶縁体）を地色として４色からなる色彩層１０が形成できた。上述の複数色印刷工程で用いた第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４は、既に説明したように、いずれも、ガラス成分、発色顔料成分、ワックス成分を有している。このうち、ワックス成分は加熱の際に燃焼分解して無くなるため、ガラス成分と発色顔料成分とが残り、所望の色調に発色する色彩層１１〜１４が形成できる。
【００３９】
その後は、公知の手法により、この色彩層１０を有する絶縁体２に中心電極４、端子金具６、抵抗体７を組み付け、ガラスシールを行う（ステップＳ５）。なお、絶縁体２に形成された色彩層１１〜１４は、いずれも無機物であるガラス成分や発色顔料成分からなっているので、ガラスシールの際に絶縁体２が高温（８５０℃）に曝されても、変質・変色等は生じない。
【００４０】
さらに、公知の手法により、主体金具３と中心電極４等を組み付けた絶縁体２とを組み付け、カシメ等を行う。かくして、絶縁体２のうち主体金具３から露出する露出部２５２に色彩層１０による意匠が施されたスパークプラグ１（図１参照）が完成する。このスパークプラグ１では、絶縁体２に形成された色彩層１０は、無機物であるガラス成分や発色顔料成分からなっているので、エンジンに組み付けて使用し、高温（３００℃）に曝されても、変質・変色等は生じず、耐候性良好である。また、この色彩層１０（１１〜１４）は、下地となる釉層９と同じく、ガラス成分を有しているから、釉層９との密着性も良好であり、容易に剥離しないから、耐久性良好である。
【００４１】
次いで、本実施形態におけるスパークプラグ１の製造、具体的には、絶縁体２への色彩層１０の形成において、各色のインクＩＮ１等に添加するワックス成分の軟化点とスクリーン印刷時のインクの温度とを変化させた場合の印刷性について調査した。具体的には、第１〜第４インクに添加するワックスの軟化点、及び第１〜第４印刷工程におけるスクリーンＳＣ及びインクの温度を変化させ、印刷された第１〜第４インク層１１Ｂ〜１４Ｂの様子を目視で検査し、判定した。なお、ワックスに変えて、各インクにワニスを添加した場合についても調査した（試験番号１参照）。結果の図表を図１２に示す。
【００４２】
まず、試験番号１について説明する。試験番号１では、各インクとしてワックスに変えてワニスを添加したものを用い、インク温度を２５℃一定として、４つのインクを順に絶縁体２（ストレート部２５２）に塗布した。すると、各インクは、ストレート部２５２に密着して塗布することができず、一旦スクリーンＳＣのレジスト開口ＲＧＯを通過したインクが、メッシュＭＥに残ったままとなる印刷不可の状態となった。絶縁体２とインクとの密着強度不足のためであると考えられる。
【００４３】
次いで、試験番号１０について説明する。この試験では、各インクに添加するワックスとして、軟化点が４８℃の同一のワックスを用いた。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程に至るまでに順に昇温させた。即ち、第１印刷工程での第１インクＩＮ１の温度を６６℃、第２印刷工程での第２インクＩＮ２の温度を６８℃、第３印刷工程での第３インクＩＮ３の温度を７０℃、第４印刷工程での第４インクＩＮ４の温度を７２℃というように、２度ずつ上昇させた。この試験番号１０では、ワックスの軟化点とスクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度との差が１８，２０，２２，２４度というように順に大きくなるように設定した。
【００４４】
この試験番号１０の試験では、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。但し、一旦、ストレート部２５２に形成できた第１インク層１１Ｂの一部が、その後の第２印刷工程において、スクリーンＳＣに付着して剥がれる問題が生じた。さらに、第２〜第４インク層１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂについては、隣接する他のインク層との境界でインクが混じり合うニジミが生じ、鮮明な印刷ができなかった。これは、各インクに軟化点が同じワックスを使用したが、スクリーン及びインクの温度を順に高くしたので、絶縁体２に印刷されることで冷却され、固化するまでの間に時間が掛かり、インクが液相状態を保つ時間が長くなるので、既に印刷されたインク層のうち、新たに印刷されたインク層に接する部分が溶解し、互いに解け合ってニジミを生じたものと解される。
【００４５】
この試験番号１０の結果から、ワックスの軟化点を一定にしながらも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を徐々に上げるように設定すること、さらには、ワックスの軟化点とスクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度との差が順に大きくなるように設定することは、ハガレやニジミを生じやすく適切でないことが判る。なお、この試験番号１０の結果から、その他の場合として、ワックスの軟化点を徐々に上げるようにする一方、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を一定に設定する場合や、ワックスの軟化点を順に低くする一方、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を徐々に上げるように設定する場合も適切でないことが推測される。
【００４６】
次いで、試験番号２〜６について説明する。これらでは、各インクに添加するワックスとして、軟化点が４８℃の同一のワックスを用いる。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程に至るまでに順に降温させる。例えば、試験番号２においては、第１印刷工程での第１インクＩＮ１の温度を８８℃、第２印刷工程での第２インクＩＮ２の温度を８６℃、第３印刷工程での第３インクＩＮ３の温度を８４℃、第４印刷工程での第４インクＩＮ４の温度を８２℃というように、２度ずつ低下させた。同様に、試験番号３では、第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４の温度を、順に２度ずつ低下させて８０，７８，７６，７４℃とした。試験番号４では、７２，７０，６８，６６℃、試験番号５では６４，６２，６０，５８℃、試験番号６では、５６，５４，５２，５０℃とした。
【００４７】
これら試験番号２〜６の試験でも、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、いずれにおいても、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。また、試験番号１０の試験と異なり、インク層のハガレを生じることはなかった。従って、ワックスの軟化点を一定にしながらも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を徐々に降温するように設定することは適切であることが判る。
【００４８】
但し、試験番号２においては、第１，第２インク層において、ニジミが生じた。ワックスの軟化点（４８℃）とスクリーンやインクの温度（８８，８６℃）のとの差が、４０度及び３８度となり、温度差が大きすぎたため、印刷後にインク層が固化するまでに時間が掛かり、次に塗布されたインク層との境界部分でインクが混じり合ったためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、３６度以下とするのがさらに好ましいことが判る。
【００４９】
一方、試験番号６においては、第４インク層において、かすれが生じた。サックスの軟化点（４８℃）に対して、スクリーンＳＣ及び第４インクＩＮ４の温度を、軟化点より２度だけ高い５０℃としたため、インクの流動性が高まらず、インクの印刷性が低下しすぎたためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、４度以上とするのがさらに好ましいことが判る。
【００５０】
次いで、試験番号７，８について説明する。これらでは、各インクに添加するワックスの軟化点を順に高くする。例えば、試験番号７においては、第１インクＩＮ１に添加するワックスの軟化点を３０℃、第２インクＩＮ２に用いるワックスの軟化点を３５℃とした。また、第３インクＩＮ３には４８℃、第４インクＩＮ４には６２℃の軟化点のワックスを添加した。同様に、試験番号８では、第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４に添加するワックスの軟化点を、５４，６２，７４，７８℃とした。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程まで同じ（試験番号７では６６℃、試験番号８では８２℃）とした。
【００５１】
これら試験番号７，８の試験でも、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、いずれにおいても、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。また、試験番号１０の試験と異なり、インク層のハガレを生じることはなかった。従って、ワックスの軟化点を徐々に高くしながらも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を一定にするように設定することは適切であることが判る。
【００５２】
但し、試験番号７においては、第１インク層において、ニジミが生じた。ワックスの軟化点（３０℃）とスクリーンやインクの温度（６６℃）のとの差が、３６度となり、温度差が大きすぎたため、印刷後にインク層が固化するまでに時間が掛かり、次に塗布されたインク層との境界部分でインクが混じり合ったためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、３４度以下とするのがさらに好ましいことが判る。
【００５３】
一方、試験番号８においては、第４インク層において、かすれが生じた。サックスの軟化点（７８℃）に対して、スクリーンＳＣ及び第４インクＩＮ４の温度を、軟化点より４度だけ高い８２℃としたため、インクの流動性が高まらず、インクの印刷性が低下しすぎたためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、６度以上とするのがさらに好ましいことが判る。
【００５４】
次いで、試験番号９について説明する。この試験では、これらでは、各インクに添加するワックスとして、軟化点が４８℃の同一のワックスを用いる。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程まで同じ温度（６８℃）とした。
【００５５】
この試験番号９の試験でも、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、いずれにおいても、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。また、試験番号１０の試験と異なり、インク層のハガレを生じることはなかった。従って、ワックスの軟化点を一定にし、しかも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を一定にするように設定することは適切であることが判る。
【００５６】
かくして、各インクに添加するワックスの軟化点を一定にし、各印刷工程でのインクの加熱温度を同じとした場合（試験番号９）、各インクに添加するワックスの軟化点を一定にし、各印刷工程でのインクの加熱温度を順に低くした場合（試験番号２〜６）、各インクに添加するワックスの軟化点を順に高くし、各印刷工程でのインクの加熱温度を同じとした場合（試験番号７，８）には、適切に各インクを印刷できることが判る。さらに、これらから、各インクに添加するワックスの軟化点を順に高くし、各印刷工程でのインクの加熱温度を順に低くした場合にも同様に適切な印刷結果が得られると推測される。
以上に説明したように、本実施形態によれば、絶縁体２のストレート部２５２に、複数色のインク層を形成することができることが判る。
【００５７】
（変形形態１）
次いで、変形形態１に係るスパークプラグの製造方法について説明する。上記実施形態１では、絶縁体２の基端部２４に釉層９を形成した後に、そのうちの露出部２５に各インク層１１Ｂ等をスクリーン印刷で形成し、焼き付けて色彩層１０を形成した。これに対し、本変形形態では、釉層を形成する前の絶縁体２に各色のインクを印刷しその後施釉する点で異なるので、異なる部分を中心に説明する。
【００５８】
本変形形態１では、焼成された絶縁体２（図５参照）の露出部２５（ストレート部２５２）に、ステップＳ１１０において複数色印刷を施す。複数色印刷について、実施形態で説明したのと同様に（図７〜図１１参照）、４種類のインクＩＮ１等をスクリーン印刷によって順次ストレート部２５２に塗布する。
その後、ステップＳ１２０において、絶縁体２の基端部２４に実施形態１と同様に釉薬液ＧＺを吹き付けて未焼成釉層を形成する（図６参照）。なお、実施形態１と異なり、未焼成釉層の下には、４種のインクからなるインク層が形成されている。
【００５９】
次いで、ステップＳ１３０において、絶縁体２を加熱し、インク層を絶縁体に焼き付けると共に、釉層を形成する。かくして、絶縁体２のストレート部に色彩層が形成され、色彩層を覆うように釉層が形成される。本変形形態１では、このステップＳ１３０でインク層の焼き付けと、釉層の焼成とを同時に行うため、実施形態１の場合に比して、工程が短く、焼成工程に掛かる費用も削減することができる。
【００６０】
その後は、実施形態において説明したの同様に、ステップＳ１４０において、中心電極や端子金具を組み付け、シールする。さらに、ステップＳ１５０では、絶縁体を主体金具に組み付けてスパークプラグを完成させる。
実施形態のスパークプラグ１に比べると、このスパークプラグでは、色彩層の上に釉層が形成されている。このため、露出部（ストレート部）に色彩層を形成したことによって生じる段差は、釉層が色彩層を被覆することで小さくなり、その表面が滑らかになる。従って、本実施形態にかかるスパークプラグにプラグキャップを被せると、ストレート部とプラグキャップ内周面との密着性が良くなり、段差部分での隙間が生じ難くなるため、フラッシュオーバが特に生じ難くなる。
【００６１】
（変形形態２）
さらに、変形形態２に係るスパークプラグの製造方法について説明する。上記した変形形態１では、絶縁体に複数色印刷を行った後に施釉した。しかし、この変形形態２では、施釉後に複数色印刷を行い、その後、釉焼とインクの焼き付けとを同時に行う。
即ち、まず実施形態１におけるステップ１と同じく絶縁体２の基端部２４に未焼成釉層９１を形成する（図９参照）。その後、ステップＳ２２０の複数色印刷工程を行い、実施形態１で説明したのと同様に（図７〜図１１参照）、４種類のインクＩＮ１等をスクリーン印刷によって順次ストレート部２５２の未焼成釉層９１上に塗布する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１３０において、絶縁体２を加熱し、インク層を絶縁体に焼き付けると共に、釉層を形成する。かくして、絶縁体２のストレート部に釉層が形成され、この釉層上に色彩層が形成される。本変形形態２でも、このステップ１３０でインク層の焼き付けと、釉層の焼成とを同時に行うため、実施形態１の場合に比して、工程が短く、焼成工程に掛かる費用も削減することができる。
【００６３】
その後は、実施形態において説明したの同様に、ステップＳ１４０において、中心電極や端子金具を組み付け、シールする。さらに、ステップＳ１５０では、絶縁体を主体金具に組み付けてスパークプラグを完成させる。
【００６４】
以上において、本発明を実施形態、及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態等では、４種のインクＩＮ１等を用いたが、複数種のインクを用いて複数色の意匠を構成できれば良い。また、絶縁体２のストレート部２５２に色彩層を形成したが、スクリーン印刷によって形成することができれば、コルゲーション部２５１の一部にも色彩層を形成しても良い。
また、未焼成釉層９１を釉薬液ＧＺを吹き付けて形成したが、釉薬液槽に絶縁体の基端部を浸漬して未焼成釉層９１を形成することもできる。
また、実施形態においては、スクリーン印刷に当たって、スキージＳＱを固定した状態で、スクリーンＳＣを移動させると共にこれに同期して絶縁体２を回転させてスクリーン印刷を行った。しかし、スクリーンを固定しておき、絶縁体をスクリーンの下面に当接させた状態で、この絶縁体を転がすように回転させつつ移動させる。これと共に、スキージの先端がスクリーンを介して絶縁体に当たるようにしつつ、絶縁体の移動に同期させて移動させて、印刷を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態及び変形形態１，２に係るスパークプラグの外観を示す側面図である。
【図２】実施形態及び変形形態１，２に係るスパークプラグの縦断面図である。
【図３】実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】スパークプラグの製造方法のうち複数色印刷工程の詳細を示すフローチャートである。
【図５】焼成後の絶縁体の外観を示す側面図である。
【図６】絶縁体に釉薬を塗布する様子を示す説明図である。
【図７】絶縁体にスクリーン印刷によってインクを塗布する様子を示す説明図である。
【図８】第１インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図である。
【図９】（ａ）は第２インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図１０】（ａ）は第３インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図１１】第４インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図である。
【図１２】インクに添加するワックスの軟化点及び印刷時のインクの温度と印刷性との関連を調査した実験結果を示す図表である。
【図１３】変形形態１に係るスパークプラグの製造方法を示すフローチャートである。
【図１４】変形形態２に係るスパークプラグの製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ スパークプラグ
２ 絶縁体
２Ｈ 軸孔
２Ｈ１ 大径部
２Ｈ２ 細径部
２１ 突出部
２２ 中間胴部
２３ 脚部
２３Ｔ 先端
２４ 基端部
２５ 露出部
２５１ コルゲーション部
２５２ ストレート部
２６ 保持部
３ 主体金具
３１ フランジ部
３２ 工具係合部
３３ カシメ部
３４ 先端部
３４Ｔ 先端面
３５ ネジ
４ 中心電極
４１ 中軸部
４２ 被覆部
４３ 先端部
４３Ｔ 先端面
４４ 中心側チップ
５ 外側電極
５Ｔ 側方対向面
５１ 外側チップ
６ 端子金具
７ 抵抗体
８１，８２ 導電性シールガラス層
９ 釉層
９１ 未焼成釉層
１０，１１，１２，１３，１４ 色彩層
１１Ｂ 第１インク層
１２Ｂ 第２インク層
１３Ｂ 第３インク層
１４Ｂ 第４インク層
Ｇ 火花放電ギャップ
ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３ インク
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパークプラグ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパークプラグは、エンジン等の点火を行うための機能部品であるが、プラグ交換などのため自動車用品店などに陳列され、消費者（運転者）などの目に触れやすい部品である。このため、近年その意匠性に関する関心が高まっている。そこで、スパークプラグの意匠性を高めるため、特許文献１に示すように、絶縁体（絶縁碍子）のうち主体金具から露出する部分に転写シートを用いて複数色からなる模様の意匠を施すことが行われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−４４５８３号公報（第３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、転写シートは高価である上、絶縁体への転写に時間が掛かり、工数が掛かってコスト高となる。
一方、ゴム印による転写印刷（ゴム判印刷）は、印刷面の状態が不均一になりやすく、また、細かなデザイン部分に対応し難い。また、ゴム判印刷やタンポ印刷では、複数色の模様を形成するために、１つの絶縁体に対し、複数回印刷を行うと、既に印刷されたインクに重なったり接したりする場合に、既に印刷されたインクを取り去ってしまう場合が生じるなど、複数色の印刷に適用するのに限界がある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、複数色を用いた意匠性の高いスパークプラグ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
しかしてその解決手段は、筒状の絶縁体と、この絶縁体の軸方向の一部を取り囲む主体金具とを備えるスパークプラグであって、上記絶縁体のうち上記主体金具から露出する露出部の表面の少なくとも一部に、複数色のインクをそれぞれスクリーン印刷によって塗布し焼き付けてなり、上記スパークプラグに複数色から構成される模様の意匠を施す色彩層を備えるスパークプラグである。
【０００６】
本発明のスパークプラグでは、スクリーン印刷によって複数色のインクを塗布しているので、ゴム判印刷やタンポ印刷などと異なり、各色のインクを精度良く均一にインクを塗布できる。また、インクが重なったり接したりする場合でも印刷が可能であるなど、付与できる意匠の自由度が高い。一方、転写シートを用いた場合よりも安価に印刷でき、製造も容易である。
【０００７】
他の解決手段は、焼成された絶縁体のうち、主体金具と組み合わせられたときにこの主体金具から露出する露出部の表面の少なくとも一部に、複数色のインクをそれぞれスクリーン印刷によって所定パターンに塗布する複数の印刷工程と、上記複数色のインクを焼き付けて、上記絶縁体に複数色から構成される模様の意匠を施してなる色彩層を形成する焼き付け工程と、上記色彩層が形成された上記絶縁体の中心軸に沿って穿孔された軸孔に、中心電極を配置し、気密封止する中心電極封止工程と、上記中心電極が封止された上記絶縁体を上記主体金具に組み付ける絶縁体組み付け工程と、を含むスパークプラグの製造方法である。
【０００８】
本発明のスパークプラグの製造方法では、複数の印刷工程におけるスクリーン印刷によって複数色のインクを塗布しているので、ゴム判印刷やタンポ印刷などと異なり、各色のインクを精度良く均一にインクを塗布できる。また、インクが重なったり接したりする場合でも印刷が可能であるなど、付与できる意匠の自由度が高い。一方、転写紙を用いた場合よりも安価に印刷でき、製造も容易である。
【０００９】
ところで、絶縁体に中心電極を組み付けた後、あるいは、絶縁体を主体金具に組み付けた後に、インクの焼き付けを行うと、焼き付け温度によっては、絶縁体内に配置された中心電極の気密性を得るためのシールガラスに熱変化が生じたり、主体金具のうち絶縁体を固定するカシメ部にゆるみ等を生じる虞がある。
これに対し、本発明では、色彩層を絶縁体に焼き付け形成した後に、絶縁体に中心電極を組み付け、この絶縁体を主体金具に組み付けている。このため、シールガラスやカシメに関する問題は生じない。
なお、絶縁体の耐熱温度の範囲内であれば、例えば、８００〜１０００℃というような高い温度でインクを焼き付けることができる。従って、顔料成分、ガラス成分を含む無機系のインクを用いることができ、耐熱性、耐久性、耐候性の高い意匠部となすことができる。
【００１０】
上記スパークプラグの製造方法であって、前記複数色のインクは、それぞれ焼き付け後に所望の色彩に発色する発色顔料とガラス成分とワックスとからなり、前記複数の印刷工程は、いずれも、上記インクを、このインクに含有される上記ワックスの軟化点より高い温度に加熱し、上記ワックスの軟化点より低い温度に保持した前記絶縁体にそれぞれスクリーン印刷するスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１１】
本発明のスパークプラグの製造方法では、インクに発色顔料やガラス成分の他にワックスを含有させている。このため、ワックスの軟化点以上の温度にインクを加熱することにより、スクリーン印刷時にはインクを液状化させることができるので、スムーズに印刷をすることができる。一方、印刷後は絶縁体の温度が軟化点より低いことから、ワックスが速やかに固化してインクの濡れ拡がりやニジミを防止することができる。また、ワックス、従ってインクは絶縁体への塗布後速やかに固化するため、インクの乾燥工程が不要あるいはごく短くて済むから、連続的にあるいは短い時間間隔で別の色のインクを絶縁体に塗布しても、スクリーンの裏面に既に塗布したインクが付着してしまう不具合を防止することができる。このため、スループットが大きく、絶縁体さらにはスパークプラグを安価に製造できる。
【００１２】
さらに上記スパークプラグの製造方法であって、前記複数の印刷工程は、前記複数色のインクのうち第１インクを用いた第１印刷工程と、上記複数色のインクのうち第２インクを用いて上記第１印刷工程に続いて行う第２印刷工程とを比較したとき、上記第２インクに含まれる前記ワックスは、上記第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点と同じまたは第１ワックスよりも高い軟化点を有する第２ワックスであり、上記第２印刷工程では、上記第１印刷工程と同じ温度または第１印刷工程よりも低い温度まで上記第２インクを加熱する関係を有するスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１３】
第２印刷工程で第２インクを印刷する際には、絶縁体の露出部の表面には、既に第１インクが印刷されている。
ここで、以下の▲１▼〜▲３▼の場合には、第２インクの印刷後、第１インクと第２インクとの間にニジミが発生しやすい。
▲１▼第１，第２インクに含まれる第１，第２ワックスの軟化点が同じであり、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクより高い温度まで加熱した場合。
▲２▼第２インクに含まれる第２ワックスの軟化点が第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点より低く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクと同じ温度まで加熱した場合。
▲３▼第２ワックスの軟化点が第１ワックスの軟化点より低く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクより高い温度まで加熱した場合。
これは、▲１▼，▲３▼の場合には塗布された第２インクの温度が高いため、また、▲２▼，▲３▼の場合には、第２ワックスの軟化点が第１ワックスの軟化点より低いため、印刷後、第２インクが固化するまでの期間が上述の▲１▼〜▲３▼以外の場合（次述する▲４▼〜▲７▼の場合）に比して長くなる。このため、印刷された第２インクが既に印刷された第１インクと融け合ったり、第１インクに含まれる顔料が液状化している第２インクにとけ込んだりして、第１，第２インクの境界でニジミが生じるからであると考えられる。
【００１４】
これに対して、本発明のスパークプラグの製造方法では、第１，第２ワックスの軟化点の関係、及び第１，第２インクの加熱温度の関係を以下の▲４▼〜▲７▼のようにしている。
▲４▼第１，第２インクに含まれる第１，第２ワックスの軟化点が同じであり、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクと同じ温度まで加熱した場合。
▲５▼第１，第２インクに含まれる第１，第２ワックスの軟化点が同じであり、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクよりも低い温度まで加熱した場合。
▲６▼第２インクに含まれる第２ワックスの軟化点が第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点より高く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクと同じ温度まで加熱した場合。
▲７▼第２ワックスの軟化点が第１ワックスの軟化点より高く、第２印刷工程で第２インクを第１印刷工程における第１インクより低い温度まで加熱した場合。
これら▲４▼〜▲７▼の場合には、上述の▲１▼〜▲３▼の場合に比して、第２インクは印刷後速やかに固化する。このため、第１インクとの間にニジミが生じにくくなると考えられる。かくして、本発明によれば、既に印刷された第１インクに重なってあるいは接して塗布された場合でも、第１インクとの間にニジミなどを発生することがなく、美しく印刷することができる。
【００１５】
さらに上記いずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、を含み、上記釉焼工程の後に、前記複数の印刷工程を行うスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１６】
アルミナ焼結体などからなる絶縁体の表面は、焼成後の表面のままでは汚れや擦過痕が付きやすく、一旦付いた汚れ等の除去が難しい。従って、露出部に汚れや擦過痕がついた場合には、たとえ絶縁体さらにはプラグとしての特性には問題が無くても、外観不良となることが多く、製造歩留まりの低下を招きやすい。従って、絶縁体を焼成した後、できるだけ早い段階で施釉、釉焼して、露出部を含む所定部分に釉層（グレーズ層）を形成することが望まれる。釉層が形成されれば、露出部に汚れや擦過痕が付くことが防止され、外観不良となる危険性を低減することができるからである。
【００１７】
これに対し、本発明のスパークプラグの製造方法では、施釉工程、釉焼工程の後に、複数の印刷工程、焼き付け工程を行う。このため、複数の印刷工程などで絶縁体に汚れや擦過痕が付くのが防止できるから、全体として、プラグの製造歩留まりを向上させることができる。また、釉焼後は釉層の存在によって絶縁体の露出部に汚れ等が付きにくくなるので、複数の印刷工程などでの絶縁体の取り扱いも容易となる。
【００１８】
あるいは、前記いずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、を含み、前記複数の印刷工程の後に、上記施釉工程を行い、前記焼き付け工程は、上記釉焼工程を兼ねるスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００１９】
本発明のスパークプラグの製造方法では、絶縁体の表面に複数色のインクを印刷しさらに釉薬を掛け、その後、インクを焼き付けると同時に釉薬を焼き付ける。このため、複数色のインクの焼き付けと釉薬の焼き付けとを一度に済ますことができるから、工程が簡単になり、焼成費用も削減することができる。
【００２０】
ところで、一般に、スクリーン印刷を行うと、インクが厚くなりがちであるため、焼き付け後も露出部の表面から突出する凸状の形態になりやすい。すると、スパークプラグの絶縁体の露出部にプラグキャップを被せても、絶縁体とプラグキャップとの間のうち、露出部の表面と意匠部との間の段差部分に隙間ができる。このため、露出部の表面においてこの隙間を通じて放電するフラッシュオーバが生じる虞がある。
しかるに本発明では、インクを焼き付けた部分とそうでない部分（露出部の表面）のいずれにも釉層（グレーズ層）が形成されるので、インクを焼き付けた部分とそうでない部分との間の段差が滑らかになり、表面が平滑になる。このため、段差部分が生じにくく、プラグキャップと絶縁体（ストレート部）との間に隙間が生じ難いので、フラッシュオーバなどの不具合を防止することができる。
【００２１】
あるいは、前記いずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、を含み、前記複数の印刷工程の前に、上記施釉工程を行い、前記焼き付け工程は、上記釉焼工程を兼ねるスパークプラグの製造方法とすると良い。
【００２２】
本発明のスパークプラグの製造方法では、絶縁体の表面に釉薬を掛けさらに複数色のインクを印刷し、その後、インクを焼き付けると同時に釉薬を焼き付ける。このため、複数色のインクの焼き付けと釉薬の焼き付けとを一度に済ますことができるから、工程が簡単になり、焼成費用も削減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
本発明の実施の形態を、図１〜図１２を参照して説明する。図１は本実施形態にかかるスパークプラグ１の外観を示す側面図、図２はその縦断面図である。このスパークプラグ１は、絶縁体２と、この絶縁体の周囲を取り囲む筒状の主体金具３と、絶縁体２の軸孔２Ｈ（図２参照）内に設けられた中心電極４と、主体金具３の先端部３４の先端面３４Ｔに一端が固着され他端側の側面のうち側方対向面５Ｔが中心電極４の先端部４３と対向するように屈曲された外側電極５とを有している。
【００２４】
主体金具３は、低炭素鋼などからなり、大略筒形である。この主体金具３は、径大のフランジ部３１と、これより基端側（図１中上方）に位置し、スパークプラグ１をシリンダーヘッド等に取り付ける際にスパナ等の工具を係合させる断面六角形状の工具係合部３２と、先端側（図１中下方）に位置しフランジ部３１より細径である先端部３４とを有する。先端部３４の外周には、スパークプラグ１をシリンダーヘッド等にネジ止めするためのネジ３５が形成されている。また、工具係合部３２に基端側には、絶縁体２を主体金具に加締め固定するためのカシメ部３３を備える。
【００２５】
一方、絶縁体２（図２参照）は、アルミナセラミックからなり、上述したようにその中心軸に沿って軸孔２Ｈが穿孔されている。この軸孔２Ｈのうち、先端側（図２中下方）には中心電極４が、基端側（図２中上方）には高電圧を中心電極４に導く端子金具６が固定されている。この軸孔２Ｈにおいて、中心電極４と端子金具６との間には抵抗体７が配置されている。この抵抗体７の両端部は、導電性ガラスシール層８１，８２によって、それぞれ中心電極４及び端子金具６に電気的に接続すると共に、この導電性ガラスシール層８１，８２によって、中心電極４、抵抗体７及び端子金具６は、絶縁体２の軸孔２Ｈと気密封止されている。絶縁体２は、その軸方向（図２中上下方向）略中央に径大の突出部２１を有し、この突出部２１の先端側（図２中下方）には、これより細径の中間胴部２２、さらに細径で先細のテーパ形状を有する脚部２３を有する。一方、突出部２１の基端側（図２中上方）には、基端部２４を有する。この基端部２４は、絶縁体２を主体金具３に組み付けたときに、外部に露出する露出部２５と、主体金具３の工具係合部３２及びカシメ部３３の径方向内側に位置し、主体金具３のカシメ部３３を用いたカシメ固定によって主体金具３内に保持される保持部２６とを有する。さらに露出部２５は、そのうち基端側に位置する凹凸形状のコルゲーション部２５１と円筒状のストレート部２５２とからなる。
【００２６】
絶縁体２の軸孔２Ｈに固定された中心電極４は、銅からなる中軸部４１と、ニッケル合金からなり中軸部４１を取り囲む被覆部４２とを有する。被覆部４２のうち先端側の先端部４３は、絶縁体２の脚部２３の先端２３Ｔ（図２中下端）から、先端方向に突出するように配置されている。この先端部４３の先端面４３Ｔには、貴金属からなる中心側チップ４４が先端側（図２中下方）に向かって突設されている。
【００２７】
外側電極５は、前述したように、一端が主体金具３の先端部３４の先端面３４Ｔに固着され、他端が中心軸側に向けて屈曲され、その中心を向く側面のうち側方対向面５Ｔが中心電極４の先端部４３と対向するように配置されている。この側方対向面５Ｔにも、貴金属からなる外側チップ５１が基端側（図中上方）に向かって突設されている。そして、中心電極４の中心側チップ４４と外側電極５の外側チップ５１との間が、火花放電を生じさせる火花放電ギャップＧとなっている。
【００２８】
さらに、本実施形態のスパークプラグ１は、図１に示すように、絶縁体２の露出部２５、具体的には、そのうちコルゲーション部２５１を除く、ほぼ円筒面を有するストレート部２５２に、多色から構成される模様の意匠が施されている。
本実施形態では、例えば、アルミナからなる絶縁体２の地色である白地に、発色顔料によって、黄色に発色している第１色彩層１１、緑色に発色している第２色彩層１２、赤色に発色している第３色彩層１３、青色に発色している第４色彩層１４からなる４色の発色層１０によって模様の意匠が施されている。このように絶縁体２の露出部に多色の意匠を施すことで、スパークプラグ１の意匠性を高め、消費者の購買意欲を高めることができる。
【００２９】
次いで、このスパークプラグ１の製造方法について、図３〜図１０を参照して説明する。まず、予めアルミナセラミック粉末をラバープレスし焼成するなど、公知の手法により、図５に示すアルミナセラミックからなる絶縁体２を形成しておく。次いで、図３のステップＳ１に示す施釉工程において、図６に示すように、釉薬液ＧＺをノズルＮＺから噴霧して、この素焼き状態の絶縁体２のうち、突出部２１よりも基端側（図中上方）の基端部２４に、未焼成釉層９１を形成する。なお、未焼成釉層９１は、露出部２５のみならず保持部２６を含め基端部２４全体に形成する。
【００３０】
その後、ステップＳ２の釉焼工程に進む。具体的には、未焼成釉層９１を形成した絶縁体を８５０℃に加熱して未焼成釉層９１に含まれるガラス成分を融解させ、絶縁体２の基端部２４の表面に、滑らかな釉層９を形成する。この釉層９の厚さは、１０μｍ程度である。このようにして釉層９を予め形成したことにより、後の工程において基端部２４（露出部２５）に汚れや擦過痕が付くことが防止される。
【００３１】
次いで、ステップＳ３の複数色印刷工程に進む。まず、この複数色印刷工程において、絶縁体２に塗布するインクについて説明する。次述するように本実施形態の複数色印刷工程では、４種の第１〜第４インクＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３，ＩＮ４を用いるが、これらのインクは、いずれも以下の基本組成、即ち、ガラス成分と、発色顔料成分と、ワックス成分とを有している。ガラス成分としては、例えば、ＰｂＯ，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯや焼成後にこれらのガラス成分となるＰｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒを含む化合物が挙げられる。また、発色顔料成分としては、インクの焼き付け工程後に所定の発色が得られる成分で有ればよいが、例えば、Ｖ２Ｏ５，Ｃｒ２Ｏ５，ＭｎＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＣｏＯ，ＮｉＯ，ＣｕＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＭｎＯ２，Ｃｄ２Ｏ３，ＳｎＯ２，Ｓｂ２Ｏ５，ＳｅＯ２などの発色顔料成分や焼成後にこれらの発色顔料成分となるＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓｅを含む化合物が挙げられる。さらに、発色促進成分として、ＴｉＯ２，ＺｒＯ２や焼成後にこれらの発色促進成分となるＴｉ，Ｚｒを含む化合物を含ませることもできる。また、ワックス成分としては、後述するように、適切な軟化点を有するものを用いることができる。
【００３２】
この複数色印刷工程では、スクリーン印刷を４回行う。スクリーン印刷の様子を図７に示す。以下に説明する４回のスクリーン印刷は、使用するスクリーンのパターン及びインクが異なるだけで、いずれも同様な装置を用いてスクリーン印刷を行う。絶縁物（例えば、絶縁性樹脂、木材等）からなるスクリーン枠ＦＳには、所定のテンションでステンレスからなるメッシュＭＥが張られており、このメッシュＭＥには、印刷パターンに応じたレジスト開口ＲＧＯを有するレジストＲＧが形成されて、スクリーンＳＣを形成している。矩形状のスクリーン枠ＦＳの対向する２辺のうち一辺（図中右側）には、メッシュＭＥを挟むようにして、第１電極ＥＬ１が固定されている。また、他の一辺（図中左側）にも、メッシュＭＥを挟むようにして、第２電極ＥＬ２が固定されている。そして、第１，第２電極ＥＬ１，ＥＬ２の間には、温度制御装置ＣＯＮを介して電源ＰＷＲが接続されており、温度制御装置ＣＯＮに従って、第１電極ＥＬ１、メッシュＭＥ、第２電極ＥＬ２を経由して電流Ｉが流れるようになっている。このため、ステンレスからなるメッシュＭＥは通電によって発熱すると共に、スクリーンＳＣ上に載置されているインク（第１インクＩＮ１等）を加熱する。スクリーンＳＣに接するよう配置された温度センサＴＳからの信号により、温度制御装置ＣＯＮは回路に流れる電流Ｉを制御して、スクリーンＳＣ及びその上に載置したインクの温度を一定に制御している。
【００３３】
スクリーン印刷の仕方は、図７に示すように、釉層９が形成された絶縁体２、具体的にはストレート部２５２をスクリーンＳＣの下面に当接させた状態で、スキージＳＱをその先端がスクリーンＳＣを介して絶縁体（ストレート部２５２）に当たるように固定する。その上で、スクリーンＳＣを図示しない移動機構によって、移動（図７において左方向に移動）させると共に、これに同期して絶縁体２をスクリーンＳＣの下面に接しつつ転がすように回転（図７において反時計方向に回転）させる。これにより、スクリーンＳＣの上方に載置してあったインク（第１インクＩＮ１等）が、レジスト開口ＲＧＯを通じて、絶縁体２のストレート部２５２に印刷される。なお、絶縁体２は、スクリーンＳＣ、従ってインクの温度、及びインクに添加したワックスの軟化点よりも低い温度に保たれている。
【００３４】
まず、絶縁体２の中間胴部２２や脚部２３を把持して、絶縁体２を保持する（ステップＳ３１）。次いで、上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３２の第１インク印刷工程を行う。具体的には、第１インクＩＮ１及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第１色彩層１１となる第１インク層１１Ｂを印刷形成する（図８参照）。上述したように、絶縁体２は第１インクＩＮ１に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第１インク層１１Ｂは印刷直後に冷却されて速やかに固化する。従って、第１インク層１１Ｂが濡れ拡がるなどの不具合を生じることはない。
【００３５】
続いて、同じく上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３３の第２インク印刷工程を行う。具体的には、第２インクＩＮ２及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第２色彩層１２となる第２インク層１２Ｂを印刷形成する（図９参照）。絶縁体２は第２インクＩＮ２に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第２インク層１２Ｂも印刷直後に冷却されて速やかに固化する。また、第２インク印刷工程で第２インクＩＮ２を印刷する際、絶縁体２に既に印刷された第１インク層１１Ｂは絶縁体２によって冷やされている。従って、後述するように添加するワックスの軟化点及びスクリーンの温度を適切に設定することによって、短時間のスクリーンＳＣとの接触などでは、軟化、溶解しないようにすることができ、これにより、第１インク層１１Ｂと第２インク層１２Ｂとの境界部分や重ね塗り部分でニジミが生じるのを防止できる。
【００３６】
さらに、同じく上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３４の第３インク印刷工程を行い、第３インクＩＮ３及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第３色彩層１３となる第３インク層１３Ｂを印刷形成する（図１０参照）。絶縁体２は第３インクＩＮ３に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第３インク層１３Ｂも印刷直後に冷却されて速やかに固化する。また、第３インク印刷工程で第３インクＩＮ３を印刷する際、絶縁体２に既に印刷された第１，第２インク層１１Ｂ，１２Ｂは絶縁体２によって冷やされている。従って、ワックスの軟化点及びスクリーンの温度の適切な設定によって、ニジミの発生を防止できる。
【００３７】
さらに、同じく上述のスクリーン印刷の装置および手法によって、ステップＳ３５の第４インク印刷工程を行い、第４インクＩＮ４及びこれに対応したパターンを有するスクリーンＳＣを用いて、絶縁体２のストレート部２５２に、焼き付け後に第４色彩層１４となる第４インク層１４Ｂを印刷形成する（図１１参照）。絶縁体２は第４インクＩＮ４に含まれているワックスの軟化点よりも低い温度に保たれているので、第４インク層１４Ｂも印刷直後に冷却されて速やかに固化する。また、第４インク印刷工程で第４インクＩＮ４を印刷する際、絶縁体２に既に印刷された第１，第２，第３インク層１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂは絶縁体２によって冷やされている。従って、ワックスの軟化点及びスクリーンの温度の適切な設定によって、ニジミの発生を防止できる。
その後、ステップＳ３６において、把持していた絶縁体２を開放し、メインルーチンに戻る。
【００３８】
次いで、ステップＳ４の焼き付け工程では、絶縁体２を９５０℃に加熱して、複数色印刷工程で印刷された第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２に焼き付け、第１〜第４色彩層１１〜１４を形成する。かくして、絶縁体２の露出部２５に、白色（絶縁体）を地色として４色からなる色彩層１０が形成できた。上述の複数色印刷工程で用いた第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４は、既に説明したように、いずれも、ガラス成分、発色顔料成分、ワックス成分を有している。このうち、ワックス成分は加熱の際に燃焼分解して無くなるため、ガラス成分と発色顔料成分とが残り、所望の色調に発色する色彩層１１〜１４が形成できる。
【００３９】
その後は、公知の手法により、この色彩層１０を有する絶縁体２に中心電極４、端子金具６、抵抗体７を組み付け、ガラスシールを行う（ステップＳ５）。なお、絶縁体２に形成された色彩層１１〜１４は、いずれも無機物であるガラス成分や発色顔料成分からなっているので、ガラスシールの際に絶縁体２が高温（８５０℃）に曝されても、変質・変色等は生じない。
【００４０】
さらに、公知の手法により、主体金具３と中心電極４等を組み付けた絶縁体２とを組み付け、カシメ等を行う。かくして、絶縁体２のうち主体金具３から露出する露出部２５２に色彩層１０による意匠が施されたスパークプラグ１（図１参照）が完成する。このスパークプラグ１では、絶縁体２に形成された色彩層１０は、無機物であるガラス成分や発色顔料成分からなっているので、エンジンに組み付けて使用し、高温（３００℃）に曝されても、変質・変色等は生じず、耐候性良好である。また、この色彩層１０（１１〜１４）は、下地となる釉層９と同じく、ガラス成分を有しているから、釉層９との密着性も良好であり、容易に剥離しないから、耐久性良好である。
【００４１】
次いで、本実施形態におけるスパークプラグ１の製造、具体的には、絶縁体２への色彩層１０の形成において、各色のインクＩＮ１等に添加するワックス成分の軟化点とスクリーン印刷時のインクの温度とを変化させた場合の印刷性について調査した。具体的には、第１〜第４インクに添加するワックスの軟化点、及び第１〜第４印刷工程におけるスクリーンＳＣ及びインクの温度を変化させ、印刷された第１〜第４インク層１１Ｂ〜１４Ｂの様子を目視で検査し、判定した。なお、ワックスに変えて、各インクにワニスを添加した場合についても調査した（試験番号１参照）。結果の図表を図１２に示す。
【００４２】
まず、試験番号１について説明する。試験番号１では、各インクとしてワックスに変えてワニスを添加したものを用い、インク温度を２５℃一定として、４つのインクを順に絶縁体２（ストレート部２５２）に塗布した。すると、各インクは、ストレート部２５２に密着して塗布することができず、一旦スクリーンＳＣのレジスト開口ＲＧＯを通過したインクが、メッシュＭＥに残ったままとなる印刷不可の状態となった。絶縁体２とインクとの密着強度不足のためであると考えられる。
【００４３】
次いで、試験番号１０について説明する。この試験では、各インクに添加するワックスとして、軟化点が４８℃の同一のワックスを用いた。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程に至るまでに順に昇温させた。即ち、第１印刷工程での第１インクＩＮ１の温度を６６℃、第２印刷工程での第２インクＩＮ２の温度を６８℃、第３印刷工程での第３インクＩＮ３の温度を７０℃、第４印刷工程での第４インクＩＮ４の温度を７２℃というように、２度ずつ上昇させた。この試験番号１０では、ワックスの軟化点とスクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度との差が１８，２０，２２，２４度というように順に大きくなるように設定した。
【００４４】
この試験番号１０の試験では、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。但し、一旦、ストレート部２５２に形成できた第１インク層１１Ｂの一部が、その後の第２印刷工程において、スクリーンＳＣに付着して剥がれる問題が生じた。さらに、第２〜第４インク層１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂについては、隣接する他のインク層との境界でインクが混じり合うニジミが生じ、鮮明な印刷ができなかった。これは、各インクに軟化点が同じワックスを使用したが、スクリーン及びインクの温度を順に高くしたので、絶縁体２に印刷されることで冷却され、固化するまでの間に時間が掛かり、インクが液相状態を保つ時間が長くなるので、既に印刷されたインク層のうち、新たに印刷されたインク層に接する部分が溶解し、互いに解け合ってニジミを生じたものと解される。
【００４５】
この試験番号１０の結果から、ワックスの軟化点を一定にしながらも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を徐々に上げるように設定すること、さらには、ワックスの軟化点とスクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度との差が順に大きくなるように設定することは、ハガレやニジミを生じやすく適切でないことが判る。なお、この試験番号１０の結果から、その他の場合として、ワックスの軟化点を徐々に上げるようにする一方、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を一定に設定する場合や、ワックスの軟化点を順に低くする一方、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を徐々に上げるように設定する場合も適切でないことが推測される。
【００４６】
次いで、試験番号２〜６について説明する。これらでは、各インクに添加するワックスとして、軟化点が４８℃の同一のワックスを用いる。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程に至るまでに順に降温させる。例えば、試験番号２においては、第１印刷工程での第１インクＩＮ１の温度を８８℃、第２印刷工程での第２インクＩＮ２の温度を８６℃、第３印刷工程での第３インクＩＮ３の温度を８４℃、第４印刷工程での第４インクＩＮ４の温度を８２℃というように、２度ずつ低下させた。同様に、試験番号３では、第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４の温度を、順に２度ずつ低下させて８０，７８，７６，７４℃とした。試験番号４では、７２，７０，６８，６６℃、試験番号５では６４，６２，６０，５８℃、試験番号６では、５６，５４，５２，５０℃とした。
【００４７】
これら試験番号２〜６の試験でも、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、いずれにおいても、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。また、試験番号１０の試験と異なり、インク層のハガレを生じることはなかった。従って、ワックスの軟化点を一定にしながらも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を徐々に降温するように設定することは適切であることが判る。
【００４８】
但し、試験番号２においては、第１，第２インク層において、ニジミが生じた。ワックスの軟化点（４８℃）とスクリーンやインクの温度（８８，８６℃）のとの差が、４０度及び３８度となり、温度差が大きすぎたため、印刷後にインク層が固化するまでに時間が掛かり、次に塗布されたインク層との境界部分でインクが混じり合ったためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、３６度以下とするのがさらに好ましいことが判る。
【００４９】
一方、試験番号６においては、第４インク層において、かすれが生じた。サックスの軟化点（４８℃）に対して、スクリーンＳＣ及び第４インクＩＮ４の温度を、軟化点より２度だけ高い５０℃としたため、インクの流動性が高まらず、インクの印刷性が低下しすぎたためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、４度以上とするのがさらに好ましいことが判る。
【００５０】
次いで、試験番号７，８について説明する。これらでは、各インクに添加するワックスの軟化点を順に高くする。例えば、試験番号７においては、第１インクＩＮ１に添加するワックスの軟化点を３０℃、第２インクＩＮ２に用いるワックスの軟化点を３５℃とした。また、第３インクＩＮ３には４８℃、第４インクＩＮ４には６２℃の軟化点のワックスを添加した。同様に、試験番号８では、第１〜第４インクＩＮ１〜ＩＮ４に添加するワックスの軟化点を、５４，６２，７４，７８℃とした。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程まで同じ（試験番号７では６６℃、試験番号８では８２℃）とした。
【００５１】
これら試験番号７，８の試験でも、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、いずれにおいても、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。また、試験番号１０の試験と異なり、インク層のハガレを生じることはなかった。従って、ワックスの軟化点を徐々に高くしながらも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を一定にするように設定することは適切であることが判る。
【００５２】
但し、試験番号７においては、第１インク層において、ニジミが生じた。ワックスの軟化点（３０℃）とスクリーンやインクの温度（６６℃）のとの差が、３６度となり、温度差が大きすぎたため、印刷後にインク層が固化するまでに時間が掛かり、次に塗布されたインク層との境界部分でインクが混じり合ったためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、３４度以下とするのがさらに好ましいことが判る。
【００５３】
一方、試験番号８においては、第４インク層において、かすれが生じた。サックスの軟化点（７８℃）に対して、スクリーンＳＣ及び第４インクＩＮ４の温度を、軟化点より４度だけ高い８２℃としたため、インクの流動性が高まらず、インクの印刷性が低下しすぎたためであると考えられる。従って、インクに添加するワックスの軟化点と塗布する際のインクの温度との差を、６度以上とするのがさらに好ましいことが判る。
【００５４】
次いで、試験番号９について説明する。この試験では、これらでは、各インクに添加するワックスとして、軟化点が４８℃の同一のワックスを用いる。一方、印刷時のインク温度を第１印刷工程から第４印刷工程まで同じ温度（６８℃）とした。
【００５５】
この試験番号９の試験でも、ワニスを用いた試験番号１の場合と異なり、いずれにおいても、各インクＩＮ１〜ＩＮ４を絶縁体２のストレート部２５２に印刷することができた。また、試験番号１０の試験と異なり、インク層のハガレを生じることはなかった。従って、ワックスの軟化点を一定にし、しかも、スクリーンＳＣ及び塗布するインクの温度を一定にするように設定することは適切であることが判る。
【００５６】
かくして、各インクに添加するワックスの軟化点を一定にし、各印刷工程でのインクの加熱温度を同じとした場合（試験番号９）、各インクに添加するワックスの軟化点を一定にし、各印刷工程でのインクの加熱温度を順に低くした場合（試験番号２〜６）、各インクに添加するワックスの軟化点を順に高くし、各印刷工程でのインクの加熱温度を同じとした場合（試験番号７，８）には、適切に各インクを印刷できることが判る。さらに、これらから、各インクに添加するワックスの軟化点を順に高くし、各印刷工程でのインクの加熱温度を順に低くした場合にも同様に適切な印刷結果が得られると推測される。
以上に説明したように、本実施形態によれば、絶縁体２のストレート部２５２に、複数色のインク層を形成することができることが判る。
【００５７】
（変形形態１）
次いで、変形形態１に係るスパークプラグの製造方法について説明する。上記実施形態１では、絶縁体２の基端部２４に釉層９を形成した後に、そのうちの露出部２５に各インク層１１Ｂ等をスクリーン印刷で形成し、焼き付けて色彩層１０を形成した。これに対し、本変形形態では、釉層を形成する前の絶縁体２に各色のインクを印刷しその後施釉する点で異なるので、異なる部分を中心に説明する。
【００５８】
本変形形態１では、焼成された絶縁体２（図５参照）の露出部２５（ストレート部２５２）に、ステップＳ１１０において複数色印刷を施す。複数色印刷について、実施形態で説明したのと同様に（図７〜図１１参照）、４種類のインクＩＮ１等をスクリーン印刷によって順次ストレート部２５２に塗布する。
その後、ステップＳ１２０において、絶縁体２の基端部２４に実施形態１と同様に釉薬液ＧＺを吹き付けて未焼成釉層を形成する（図６参照）。なお、実施形態１と異なり、未焼成釉層の下には、４種のインクからなるインク層が形成されている。
【００５９】
次いで、ステップＳ１３０において、絶縁体２を加熱し、インク層を絶縁体に焼き付けると共に、釉層を形成する。かくして、絶縁体２のストレート部に色彩層が形成され、色彩層を覆うように釉層が形成される。本変形形態１では、このステップＳ１３０でインク層の焼き付けと、釉層の焼成とを同時に行うため、実施形態１の場合に比して、工程が短く、焼成工程に掛かる費用も削減することができる。
【００６０】
その後は、実施形態において説明したの同様に、ステップＳ１４０において、中心電極や端子金具を組み付け、シールする。さらに、ステップＳ１５０では、絶縁体を主体金具に組み付けてスパークプラグを完成させる。
実施形態のスパークプラグ１に比べると、このスパークプラグでは、色彩層の上に釉層が形成されている。このため、露出部（ストレート部）に色彩層を形成したことによって生じる段差は、釉層が色彩層を被覆することで小さくなり、その表面が滑らかになる。従って、本実施形態にかかるスパークプラグにプラグキャップを被せると、ストレート部とプラグキャップ内周面との密着性が良くなり、段差部分での隙間が生じ難くなるため、フラッシュオーバが特に生じ難くなる。
【００６１】
（変形形態２）
さらに、変形形態２に係るスパークプラグの製造方法について説明する。上記した変形形態１では、絶縁体に複数色印刷を行った後に施釉した。しかし、この変形形態２では、施釉後に複数色印刷を行い、その後、釉焼とインクの焼き付けとを同時に行う。
即ち、まず実施形態１におけるステップ１と同じく絶縁体２の基端部２４に未焼成釉層９１を形成する（図９参照）。その後、ステップＳ２２０の複数色印刷工程を行い、実施形態１で説明したのと同様に（図７〜図１１参照）、４種類のインクＩＮ１等をスクリーン印刷によって順次ストレート部２５２の未焼成釉層９１上に塗布する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１３０において、絶縁体２を加熱し、インク層を絶縁体に焼き付けると共に、釉層を形成する。かくして、絶縁体２のストレート部に釉層が形成され、この釉層上に色彩層が形成される。本変形形態２でも、このステップ１３０でインク層の焼き付けと、釉層の焼成とを同時に行うため、実施形態１の場合に比して、工程が短く、焼成工程に掛かる費用も削減することができる。
【００６３】
その後は、実施形態において説明したの同様に、ステップＳ１４０において、中心電極や端子金具を組み付け、シールする。さらに、ステップＳ１５０では、絶縁体を主体金具に組み付けてスパークプラグを完成させる。
【００６４】
以上において、本発明を実施形態、及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態等では、４種のインクＩＮ１等を用いたが、複数種のインクを用いて複数色の意匠を構成できれば良い。また、絶縁体２のストレート部２５２に色彩層を形成したが、スクリーン印刷によって形成することができれば、コルゲーション部２５１の一部にも色彩層を形成しても良い。
また、未焼成釉層９１を釉薬液ＧＺを吹き付けて形成したが、釉薬液槽に絶縁体の基端部を浸漬して未焼成釉層９１を形成することもできる。
また、実施形態においては、スクリーン印刷に当たって、スキージＳＱを固定した状態で、スクリーンＳＣを移動させると共にこれに同期して絶縁体２を回転させてスクリーン印刷を行った。しかし、スクリーンを固定しておき、絶縁体をスクリーンの下面に当接させた状態で、この絶縁体を転がすように回転させつつ移動させる。これと共に、スキージの先端がスクリーンを介して絶縁体に当たるようにしつつ、絶縁体の移動に同期させて移動させて、印刷を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態及び変形形態１，２に係るスパークプラグの外観を示す側面図である。
【図２】実施形態及び変形形態１，２に係るスパークプラグの縦断面図である。
【図３】実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】スパークプラグの製造方法のうち複数色印刷工程の詳細を示すフローチャートである。
【図５】焼成後の絶縁体の外観を示す側面図である。
【図６】絶縁体に釉薬を塗布する様子を示す説明図である。
【図７】絶縁体にスクリーン印刷によってインクを塗布する様子を示す説明図である。
【図８】第１インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図である。
【図９】（ａ）は第２インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図１０】（ａ）は第３インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図、（ｂ）は部分拡大断面図である。
【図１１】第４インク印刷後の絶縁体の外観を示す側面図である。
【図１２】インクに添加するワックスの軟化点及び印刷時のインクの温度と印刷性との関連を調査した実験結果を示す図表である。
【図１３】変形形態１に係るスパークプラグの製造方法を示すフローチャートである。
【図１４】変形形態２に係るスパークプラグの製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ スパークプラグ
２ 絶縁体
２Ｈ 軸孔
２Ｈ１ 大径部
２Ｈ２ 細径部
２１ 突出部
２２ 中間胴部
２３ 脚部
２３Ｔ 先端
２４ 基端部
２５ 露出部
２５１ コルゲーション部
２５２ ストレート部
２６ 保持部
３ 主体金具
３１ フランジ部
３２ 工具係合部
３３ カシメ部
３４ 先端部
３４Ｔ 先端面
３５ ネジ
４ 中心電極
４１ 中軸部
４２ 被覆部
４３ 先端部
４３Ｔ 先端面
４４ 中心側チップ
５ 外側電極
５Ｔ 側方対向面
５１ 外側チップ
６ 端子金具
７ 抵抗体
８１，８２ 導電性シールガラス層
９ 釉層
９１ 未焼成釉層
１０，１１，１２，１３，１４ 色彩層
１１Ｂ 第１インク層
１２Ｂ 第２インク層
１３Ｂ 第３インク層
１４Ｂ 第４インク層
Ｇ 火花放電ギャップ
ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３ インク
Claims (7)
- 筒状の絶縁体と、この絶縁体の軸方向の一部を取り囲む主体金具とを備えるスパークプラグであって、
上記絶縁体のうち上記主体金具から露出する露出部の表面の少なくとも一部に、複数色のインクをそれぞれスクリーン印刷によって塗布し焼き付けてなり、上記スパークプラグに複数色から構成される模様の意匠を施す色彩層を備える
スパークプラグ。 - 焼成された絶縁体のうち、主体金具と組み合わせられたときにこの主体金具から露出する露出部の表面の少なくとも一部に、複数色のインクをそれぞれスクリーン印刷によって所定パターンに塗布する複数の印刷工程と、
上記複数色のインクを焼き付けて、上記絶縁体に複数色から構成される模様の意匠を施してなる色彩層を形成する焼き付け工程と、
上記色彩層が形成された上記絶縁体の中心軸に沿って穿孔された軸孔に、中心電極を配置し、気密封止する中心電極封止工程と、
上記中心電極が封止された上記絶縁体を上記主体金具に組み付ける絶縁体組み付け工程と、
を含むスパークプラグの製造方法。 - 請求項２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記複数色のインクは、それぞれ焼き付け後に所望の色彩に発色する発色顔料とガラス成分とワックスとからなり、
前記複数の印刷工程は、いずれも、上記インクを、このインクに含有される上記ワックスの軟化点より高い温度に加熱し、上記ワックスの軟化点より低い温度に保持した前記絶縁体にそれぞれスクリーン印刷する
スパークプラグの製造方法。 - 請求項３に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記複数の印刷工程は、
前記複数色のインクのうち第１インクを用いた第１印刷工程と、上記複数色のインクのうち第２インクを用いて上記第１印刷工程に続いて行う第２印刷工程とを比較したとき、
上記第２インクに含まれる前記ワックスは、上記第１インクに含まれる第１ワックスの軟化点と同じまたは第１ワックスよりも高い軟化点を有する第２ワックスであり、
上記第２印刷工程では、上記第１印刷工程と同じ温度または第１印刷工程よりも低い温度まで上記第２インクを加熱する関係を有する
スパークプラグの製造方法。 - 請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、
上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、
を含み、
上記釉焼工程の後に、前記複数の印刷工程を行う
スパークプラグの製造方法。 - 請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、
上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、
を含み、
前記複数の印刷工程の後に、上記施釉工程を行い、
前記焼き付け工程は、上記釉焼工程を兼ねる
スパークプラグの製造方法。 - 請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記絶縁体のうち、前記露出部を含む所定部分の表面に釉薬を塗布する施釉工程と、
上記釉薬を上記絶縁体の所定部分の表面に焼き付ける釉焼工程と、
を含み、
前記複数の印刷工程の前に、上記施釉工程を行い、
前記焼き付け工程は、上記釉焼工程を兼ねる
スパークプラグの製造方法。
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| JP2020021717A (ja) * | 2018-08-03 | 2020-02-06 | 日本特殊陶業株式会社 | 点火プラグ用の絶縁体、点火プラグ、絶縁体の製造方法 |
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