JP2005254698A

JP2005254698A - 静電印刷装置

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Publication number: JP2005254698A
Application number: JP2004071622A
Authority: JP
Inventors: Kesao Ando; 今朝男安藤
Original assignee: WERK KOGYO KK
Current assignee: WERK KOGYO KK
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】被印刷物がフィルム状であって軽量な場合であっても、被印刷物を載置台から浮き上がらせることなく静電印刷を安定して行うことができる静電印刷装置を提供する。
【解決手段】粉体インキ２を所定の印刷パターンが形成されたスクリーン１１０に擦り込むと共に、該スクリーン１１０と被印刷物１との間に電圧を印加することによって粉体インキ２を被印刷物１に付着させる静電印刷装置であって、スクリーン１１０の対電極となる載置台１０１と、載置台１０１の上面に取付けられたシート部材１０５とを備え、シート部材１０５は表面抵抗を有し、被印刷物１はシート部材１０５の上に載置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電印刷装置、特に静電力を利用して粉体インキを被印刷物の表面に付着させ、文字や図形などの印刷パターンを被印刷物の表面に印刷する静電印刷装置に関するものである。

従来から、静電力を利用して粉体インキを被印刷物の表面に付着させ、文字や図形などの印刷パターンを被印刷物の表面に印刷する静電印刷装置が知られている。図８はこの種の静電印刷装置の構成を示す概略図である。従来の静電印刷装置は、被印刷物５００が載置される載置台５０１と、被印刷物５００の上方に配置されるステンシルスクリーン５１０と、スクリーン５１０上の回転ブラシ５２０と、粉体インキ５３０をブラシ５２０に供給するホッパ５４０とを備えている。スクリーン５１０には文字や図形などの印刷パターンがメッシュ網５１１によって形成されている。

ホッパ５４０から供給される粉体インキ５３０は、ブラシ５２０の回転によってスクリーン５１０のメッシュ網５１１から下方に押し出される。載置台５０１とスクリーン５１０との間には直流電源ＤＣによって直流高電圧が印加され、被印刷物５００とスクリーン５１０との間に静電界が形成されている。メッシュ網５１１を通過し荷電された粉体インキは、静電界中を被印刷物５００に向かって直進して被印刷物５００の表面に付着する。このようにして、スクリーン５１０の文字や図形などの印刷パターンが被印刷物５００の表面に印刷される。

しかしながら、上述した静電印刷装置では、フィルム状のものであって軽量の被印刷物を載置台に直接載せた場合、載置台との接触によりプラスに帯電した被印刷物が、マイナスに帯電したスクリーンに引き寄せられてしまい、被印刷物がスクリーンに付着して静電印刷ができなくなるという問題があった。このような問題を解決するための手段として、真空吸着により被印刷物を載置台に固定する方法が知られている。しかしながら、この方法では、スクリーンと載置台との間に気流が生じてしまうため、粉体インキを被印刷物に向かって直進させることができず、きれいな印刷ができなくなるという問題があった。また、上記問題を解決するための手段として、重しなどの固定具を用いて被印刷物を載置台に押さえつける方法も知られている。しかしながら、この方法では、固定具の存在によってスクリーンと載置台との間の距離を一定以下に狭めることができなくなり、スクリーンと被印刷物との間に強い静電界を形成することができなくなる。このため、きれいな印刷ができないという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、被印刷物がフィルム状であって軽量な場合であっても、被印刷物を載置台から浮き上がらせることなく静電印刷を安定して行うことができる静電印刷装置を提供することを目的とする。

このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の一態様は、粉体インキを所定の印刷パターンが形成されたスクリーンに擦り込むと共に、該スクリーンと被印刷物との間に電圧を印加することによって前記粉体インキを前記被印刷物に付着させる静電印刷装置であって、前記スクリーンの対電極となる載置台と、前記載置台の上面に取付けられたシート部材とを備え、前記シート部材は表面抵抗を有し、前記被印刷物は前記シート部材の上に載置されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記シート部材の表面抵抗率は、１０^-６〜１０^７Ω・ｍであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記シート部材は半導体材料から形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、上記シート部材を被印刷物と載置台との間に介在させることにより、被印刷物と載置台との間に電位差を生じさせることができ、被印刷物をシート部材の上面に固定させることができる。本発明の原理について、図１を参照して説明する。図１は本発明の原理を説明するための静電印刷装置を示す概略図である。
図１において、スクリーン１１０は直流電源ＤＣの負極に接続され、載置台１０１は直流電源ＤＣの正極に接続されており、載置台１０１はアースされている。シート部材１０５は載置台１０１の上に載置され、その上に被印刷物１が載置される。スクリーン１１０と載置台１０１との間に、例えば−６ｋＶの直流高電圧を印加すると、スクリーンブラシ１０２の回転によってマイナスに帯電した粉体インキ２が載置台１０１に向かって飛んでいき、被印刷物１の表面に付着する。

粉体インキ２が被印刷物１に付着すると、マイナスに帯電した粉体インキ２によって被印刷物１がマイナスに加電される。シート部材１０５はある程度の表面抵抗を有しており、マイナスを加電された被印刷物１からシート部材１０５を介して載置台１０１に電子が移動し、これによりシート部材１０５の表面を電流が流れる。このとき、シート部材１０５は抵抗体、すなわち非帯電体として機能するため、載置台１０１と被印刷物１との間には電位差（例えば−２ｋＶ）が生じ、被印刷物１は載置台１０１に引きつけられる。したがって、被印刷物１はシート部材１０５の上に固定される。この場合においても、スクリーン１１０と被印刷物１との間に生じる電位差（例えば−４ｋＶ）によって静電界が形成される。したがって、静電力により粉体インキ２をスクリーン１１０から被印刷物１に向かって飛ばすことができる。

仮に、シート部材１０５を絶縁体とした場合、粉体インキ２の付着によってマイナスに帯電した被印刷物１は、直ぐにスクリーン１１０と同電位となり、スクリーン１１０と被印刷物１との間に静電界が形成されなくなってしまう。一方、シート部材１０５を導体から形成した場合、被印刷物１と載置台１０１とは同電位となるため、被印刷物１は載置台１０１に引きつけられず、被印刷物１がスクリーン１１０に引きよせられてしまう。

本発明では、シート部材１０５が表面抵抗を有しているため、被印刷物１の電位は、スクリーン１１０の電位と載置台１０１の電位との間の値に維持される。すなわち、被印刷物１の電位は、スクリーン１１０の電位よりも高く、かつ、載置台１０１の電位よりも低い値に維持される。したがって、スクリーン１１０と被印刷物１との間に静電界を形成しつつ、被印刷物１と載置台１０１との間に電位差を生じさせることができる。このように、本発明によれば、薄くて軽量な被印刷物を静電印刷する場合であっても、真空機構などの固定手段を用いることなく被印刷物をシート部材の上面に固定することができ、静電印刷を安定して行うことができる。

本発明の好ましい態様は、前記載置台を搬送する搬送コンベアと、前記搬送コンベアにより移動される被印刷物の上方に複数のスクリーンを移動させるスクリーン移動機構と、前記搬送コンベアによる被印刷物の移動速度と前記スクリーン移動機構による前記スクリーンの移動速度とを同期させる同期機構とを備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記スクリーン移動機構は、前記複数のスクリーンを循環軌道に沿って移動させることを特徴とする。

本発明によれば、連続して静電印刷を行うことができるので、印刷速度が極めて速くなり印刷効率を上げることができる。また、簡単な構成により小型軽量化された静電印刷装置を安価に提供することができる。また、スクリーンの清掃などを行うために装置の運転を停止する必要がなく、稼働率を向上させることができる。

本発明によれば、表面抵抗率を有するシート部材を被印刷物と載置台との間に介在させることにより、被印刷物と載置台との間に電位差を生じさせて被印刷物を載置台に引きつけることができる。したがって、被印刷物をシート部材の上面に固定することができ、安定した静電印刷を行うことができる。

以下、本発明の実施形態における静電印刷装置について図面を参照して説明する。
図２は本発明の第１の実施形態における静電印刷装置の構成を示す概略図である。図２に示すように、静電印刷装置は、直流電源ＤＣの陽極に接続される載置台１０１と、載置台１０１の上面に貼り付けられたシート部材１０５と、直流電源ＤＣの陰極に接続されるステンシルスクリーン１１０と、スクリーン１１０上のスクリーンブラシ１０２と、粉体インキ２をスクリーンブラシ１０２に供給するホッパ１０４とを備えている。

スクリーンブラシ１０２は、スクリーン１１０と平行に延びる回転軸１０３に固定され、スクリーン１１０の上面に接触した状態で配置される。回転軸１０３は図示しないモータに連結されており、モータの駆動によりスクリーンブラシ１０２は回転軸１０３を介して回転する。スクリーン１１０には文字や図形などの印刷パターンがメッシュ網１１１によって形成されている。

被印刷物１はシート部材１０５の上に載置され、スクリーン１１０は被印刷物１の上方に配置されている。シート部材１０５は、載置台１０１のほぼ上面全体を覆うように載置台１０１の上面に接着剤により貼り付けられている。このシート部材１０５は半導体材料から形成され、１０^-６〜１０^７Ω・ｍ程度の表面抵抗率を有している。すなわち、シート部材１０５は、スクリーン１１０と載置台１０１との間に電圧を印加したときに被印刷物１が載置台１０１に引きつけられる程度の表面抵抗率を有している。ここで、半導体材料とは、導体と絶縁体との中間の抵抗率を有する材料をいう。シート部材１０５は薄いシート状であり、その厚さは０．０１〜１ｍｍであることが好ましい。なお、被印刷物１は菓子などの食品や工業製品であるが、いずれも薄くて軽量なものである。また、粉体インキとしては、天然色素又は合成色素を含んだ可食性インキ、ココア粉、小麦粉、抹茶粉、シュガー粉、あるいは工業用の粉体インキなど、用途に応じて種々な粉体を用いることができる。

ホッパ１０４はスクリーンブラシ１０２の上方に配置され、粉体インキ２はホッパ１０４の上部から投入される。ホッパ１０４の内部にはホッパブラシ１５２が収容されており、このホッパブラシ１５２は図示しないモータに連結されている。また、ホッパ１０４の底面１０４ａには投入された粉体インキ２をスクリーンブラシ１０２に散布するための散布孔１０４ｂが形成されている。モータの駆動によりホッパブラシ１５２を回転させることで、ホッパ１０４に投入された粉体インキ２が散布孔１０４ｂからスクリーンブラシ１０２に散布される。更に、スクリーンブラシ１０２に散布された粉体インキ２は、スクリーンブラシ１０２の回転によってスクリーン１１０のメッシュ網１１１から下方に押し出される。スクリーンブラシ１０２及びホッパ１０４は、図示しない移動機構によりスクリーン１１０に対して図２の矢印Ａに示す方向に一体に相対移動するように構成されている。このとき、スクリーンブラシ１０２を回転軸１０３の軸方向に沿って往復移動させることが好ましい。

スクリーン１１０と対電極となる載置台１０１との間には直流電源ＤＣによって直流高電圧が印加されている。これにより、被印刷物１とスクリーン１１０との間に静電界が形成される。この状態で、スクリーンブラシ１０２及びホッパ１０４を矢印Ａ方向に移動させつつ、スクリーンブラシ１０２を回転させることにより、粉体インキ２がメッシュ網１１１を通過して荷電され、静電力により被印刷物１に向かって直進して被印刷物１に付着する。このようにして、スクリーン１１０の文字や図形などの印刷パターンが被印刷物１の表面に印刷される。

本実施形態では、半導体材料から形成されたシート部材１０５が被印刷物１と載置台１０１との間に配置されているので、被印刷物１と載置台１０１との間に電位差を生じさせて被印刷物１を載置台１０１に引きつけることができる。したがって、被印刷物１をシート部材１０５の上面に固定することができ、安定した静電印刷を行うことができる。なお、シート部材１０５を構成する材料としてエポキシ樹脂などの絶縁体を用いてもよい。この場合は、シート部材１０５の表面を帯電防止剤や半導体材料で被覆することで１０^-６〜１０^７Ω・ｍ程度の表面抵抗率をシート部材１０５に持たせる。また、絶縁体から形成されたシート部材の表面に空気中のほこりや水分が付着すると、シート部材の表面抵抗率が１０^７Ω・ｍ以下にまで低下することがある。このようなシート部材も、本発明のシート部材として用いることができる。例えば、エポキシ樹脂から形成された厚さ０．１ｍｍ程度のシート部材を本実施形態のシート部材１０５として用いることもできる。すなわち、シート部材全体の抵抗率が１０^-６〜１０^７Ω・ｍでなくともよく、シート部材の少なくとも表面の抵抗率が１０^-６〜１０^７Ω・ｍであればよい。

次に、本発明の第２の実施形態について図３乃至図７を参照して説明する。
図３及び図４に示すように、本実施形態における静電印刷装置は、被印刷物１の表面に粉体インキを付着させる印刷部１０と、被印刷物１の表面に付着させた粉体インキを定着させる定着部２０と、各部の制御を行う制御部３０とを備えている。

印刷部１０には、平板状の複数のスクリーンユニット１００と、印刷位置のスクリーンユニット１００の上方に配置された円筒状のスクリーンブラシ１０２と、スクリーンブラシ１０２の上方に配置されたホッパ１０４と、被印刷物１が載置される搬送パレット（載置台）１０６を搬送する搬送コンベア１０８とが設けられている。また、定着部２０には、印刷部１０において粉体インキを付着させた被印刷物１を搬送する搬送コンベア２００と、被印刷物１に付着した粉体インキを定着させる定着装置２１０とが設けられている。

印刷部１０のスクリーンユニット１００には、導電性の材質からなるステンシルスクリーン１１０が収容されており、このスクリーン１１０には文字や図形などの印刷パターンがメッシュ網によって形成されている。本実施形態では、８つのスクリーンユニット１００が印刷部１０に設けられている。ホッパ１０４は粉体インキをスクリーンブラシ１０２に供給するものであり、スクリーンブラシ１０２はホッパ１０４から供給された粉体インキをスクリーンユニット１００内のスクリーン１１０に擦り込むものである。

搬送パレット１０６の上面には、シート部材１０５が貼り付けられており、被印刷物１はシート部材１０５の上に載置される。このシート部材１０５は１０^-６〜１０^７Ω・ｍ程度の表面抵抗率を有し、その厚さは０．１ｍｍ程度である。シート部材１０５は、シリコンなどの半導体材料から形成してもよく、あるいはエポキシ樹脂などの絶縁体から形成してもよい。被印刷物１は搬送コンベア１０８により印刷位置に搬送され、このときスクリーンユニット１００内のスクリーン１１０と搬送パレット１０６との間に直流高電圧、例えば５０００〜１０Ｖの高電圧を印加して、スクリーン１１０と搬送パレット１０６との間に静電界を形成する。そして、スクリーンブラシ１０２により粉体インキがスクリーン１１０に擦り込まれ、メッシュ網を通過し荷電された粉体インキが上記静電界によって対電極である搬送パレット１０６に向けて加速され、シート部材１０５上の被印刷物１に付着する。粉体インキを付着させた被印刷物１は、印刷部１０の搬送コンベア１０８から定着部２０の搬送コンベア２００に送られ、定着部２０の定着装置２１０の内部を通過する。定着装置２１０においては、被印刷物１が高温蒸気によって加熱され、この加熱によって被印刷物１の表面に付着した粉体インキが定着する。

印刷部１０の搬送コンベア１０８には、搬送方向に連続する複数の搬送パレット１０６が取付けられている。搬送コンベア１０８の下方には駆動モータ１１２が設置されており、この駆動モータ１１２の出力軸１１２ａはマイタ歯車（図示せず）を介して搬送コンベア１０８の駆動軸１１４に連結されている。

また、印刷部１０の各スクリーンユニット１００は、２つのスプロケット１１６ａ，１１６ｂ間に架け渡された搬送チェーン１１８に取付けられており、一方のスプロケット１１６ａは、マイタ歯車（図示せず）を介して従動軸１２０に連結されている。この従動軸１２０及び搬送コンベア１０８の駆動軸１１４にはそれぞれスプロケット１２２ａ，１２２ｂが取付けられており、これらのスプロケット１２２ａ，１２２ｂ間にはチェーン１２４が架け渡されている。

上述した駆動モータ１１２を駆動すると、駆動モータ１１２の回転は、搬送コンベア１０８の駆動軸１１４に伝達されると共に、駆動軸１１４のスプロケット１２２ｂに連結されたチェーン１２４を介してスプロケット１２２ａ及び１１６ａにも伝達される。従って、駆動モータ１１２の回転により、搬送コンベア１０８が駆動されると共に、スプロケット１１６ａが回転してスクリーンユニット１００が図３に示すような楕円軌道（循環軌道）を描いて移動する。このように、本実施形態では、駆動モータ１１２、駆動軸１１４、スプロケット１１６ａ，１１６ｂ，１２２ａ，１２２ｂ、チェーン１１８，１２４、従動軸１２０によって、搬送コンベア１０８により移動される被印刷物１の上方にスクリーン１１０を移動するスクリーン移動機構が構成されている。

ここで、搬送コンベア１０８の駆動軸１１４の回転とスプロケット１１６ａの回転とは同期しており、搬送コンベア１０８による搬送パレット１０６の移動速度とスクリーンユニット１００との移動速度とが同じになるようになっている。このように、本実施形態では、上述したスクリーン移動機構及び搬送コンベア１０８によって、搬送コンベア１０８による被印刷物１の移動速度とスクリーン移動機構によるスクリーン１１０の移動速度とを同期させる同期機構が構成されている。この場合において、搬送コンベア１０８による被印刷物１の移動速度とスクリーン移動機構によるスクリーン１１０の移動速度との比を調整しながら同期させることとしてもよい。このようにすれば、被印刷物１に印刷されるパターンを移動方向に伸縮させることができる。

上述したように、各スクリーンユニット１００は楕円軌道を描きながら移動するが、図３に示すように、スクリーンユニット１００が印刷位置にあるときはその前後のスクリーンユニット１００と隣接するようになっている。印刷位置で印刷が行われた後、スクリーンユニット１００は前後のスクリーンユニットと離れ（以下、この位置を第１中間位置という）、再び、印刷位置とは反対側の位置（以下、作業位置という）で前後のスクリーンユニットと隣接する。その後、スクリーンユニット１００は前後のスクリーンユニットと離れて（以下、この位置を第２中間位置という）、再び印刷位置で前後のスクリーンユニットと隣接する。

印刷位置には、搬送コンベア１０８の搬送レールを上下動させるリフタ１３０が設けられており、リフタ１３０によって搬送レールが上方に持ち上げられると、搬送コンベア１０８の搬送パレット１０６も上昇するようになっている。被印刷物１の被印刷面とスクリーン１１０との間の距離（以下、印刷距離という）は、被印刷物１とスクリーン１１０との間で放電が生じない最小距離とするのが鮮明な印刷を行う上で理想的である。被印刷物１の高さ（厚み）が各被印刷物１によって異なる場合、搬送パレット１０６とスクリーン１１０との間の距離を一定に固定すると、それぞれの被印刷物１で最適な印刷距離を得ることができない。従って、本実施形態では、上述した高さ検知センサ１２８によりそれぞれの被印刷物１の高さを検知し、この高さ検知センサ１２８からの出力に基づいてリフタ１３０の上昇距離を調整して、それぞれの被印刷物１の高さに応じて印刷距離を最適なものとしている。このように、本発明の静電印刷装置によれば、それぞれの被印刷物１の高さが異なっても鮮明で綺麗な印刷を行うことが可能となる。

図５は図４に示す印刷部１０の印刷位置周辺の正断面図、図６は側断面図である。図５及び図６に示すように、ホッパ１０４は、粉体インキを収容するホッパ容器１５０と、ホッパ容器１５０の内部に設けられたホッパブラシ１５２と、固定フレーム１５４に取付けられたホッパ容器支持部１５６とを備えている。スクリーンブラシ１０２に供給される粉体インキは、ホッパ容器１５０の上方から投入される。ホッパ容器１５０の底面及びホッパ容器支持部１５６には、投入された粉体インキをスクリーンブラシ１０２に散布するための散布孔１５７が形成されている。また、固定フレーム１５４にはホッパブラシ１５２を回転させるホッパブラシ回転モータ１５８が設けられており、このホッパブラシ回転モータ１５８にはホッパブラシ１５２の回転軸１５２ａが連結されている。ホッパブラシ回転モータ１５８の駆動によりホッパブラシ１５２を回転させることで、ホッパ容器１５０内に投入された粉体インキが散布孔１５７からスクリーンブラシ１０２に散布される。

上述した散布孔１５７は、図５に示すように、スクリーンブラシ１０２の中心の真上に位置しておらず、スクリーンブラシ１０２の中心の真上から回転方向側にずれた位置に配置されている。粉体インキをスクリーンブラシ１０２に散布する際には粉体同士の凝集などによって散布された粉体インキが不均一となるが、スクリーンブラシ１０２の真上から粉体インキを散布した場合、スクリーンブラシ１０２に散布された不均一な粉体インキがそのままスクリーン１１０に擦り込まれ、被印刷物１に付着する粉体インキにも濃淡が生じてしまう場合がある。本実施形態では、上述したように、スクリーンブラシ１０２の中心の真上から回転方向側にずれた位置から粉体インキを供給するので、このような問題が解決される。即ち、スクリーンブラシ１０２に散布された粉体インキが不均一であっても、スクリーンブラシ１０２の中心の真上から回転方向側にずれた位置に散布されるため、散布孔１５７から落下した粉体インキは、スクリーンブラシ１０２の傾斜角度の大きな外周面に当たり、スクリーンブラシ１０２の回転の勢いによってバラバラに砕けて拡散し、擦り込む位置の手前（印刷位置の手前）のスクリーン１１０上に落下する。このため、粉体インキをスクリーン１１０に均一に擦り込むことができるので、均一で綺麗な印刷が可能となる。

図６に示すように、固定フレーム１５４には、支軸１６０を中心として回転可能な可動フレーム１６２が取付けられている。この可動フレーム１６２の下部には上述したスクリーンブラシ１０２が取付けられている。スクリーンブラシ１０２は、ウレタンスポンジ１６４と、ウレタンスポンジ１６４を装着したスライド筒体１６６と、スライド筒体１６６の内部に配置されたスプライン軸（回転軸）１６８とを備えている。図６に示す状態においては、スクリーンブラシ１０２のウレタンスポンジ１６４はスクリーン１１０に接触している。スライド筒体１６６は、軸受を介してスプライン軸１６８の軸方向に滑動自在となっており、またスライド筒体１６６に設けられたキー（図示せず）とスプライン軸１６８に形成されたキー溝（図示せず）との係合によりスプライン軸１６８と共に回転可能となっている。

スクリーンブラシ１０２のスプライン軸１６８は可動フレーム１６２に取付けられており、このスプライン軸１６８の端部にはスプロケット１７０が設けられている。また、可動フレーム１６２の上部にはスクリーンブラシ１０２を回転させるスクリーンブラシ回転モータ１７２が設けられており、このスクリーンブラシ回転モータ１７２はチェーン１７４を介して上記スプライン軸１６８のスプロケット１７０に連結されている。このスクリーンブラシ回転モータ１７２の駆動によってスクリーンブラシ１０２のスプライン軸１６８が回転するようになっている。

スクリーンブラシ１０２のスライド筒体１６６には、可動フレーム１６２に固定されたカム１７６が係合するカム溝１７８が形成されている。従って、スクリーンブラシ回転モータ１７２の駆動によりスプライン軸１６８が回転すると、スプライン軸１６８と共にスライド筒体１６６が回転すると共に、上記カム１７６の係合によってスライド筒体１６６が軸方向に往復運動を行う。このように、本実施形態では、スライド筒体１６６、スプライン軸１６８、スプロケット１７０、スクリーンブラシ回転モータ１７２、チェーン１７４、カム１７６によって、スクリーンブラシ１０２を回転させると同時に軸方向に移動させるスクリーンブラシ駆動機構が構成されている。

スクリーン１１０の印刷パターンによっては、スクリーン１１０上の位置によって粉体インキの消費量が異なる場合があるが、上述のように軸方向にもスクリーンブラシ１０２を移動させて擦り込みを行うことで、スクリーン１１０上の位置によって粉体インキの消費量が異なる場合であっても、スクリーン１１０上の粉体インキを全体的に拡散させることが可能となる。従って、複雑なインキ量制御をすることなく、スクリーン１１０上のインキの量を均一にして、均一で綺麗な印刷を行うことが可能となる。特に、本実施形態では、１つのモータだけでスクリーンブラシ１０２の回転と軸方向の移動とを行うことができるので、機構が簡単になり製造コストを削減することができる。また、電気的な制御も１系統で済むため、制御のための電気回路も簡単になり製造コストを削減することができる。なお、軸方向への移動幅Ｗは、粉体インキの消費量の少ない位置から粉体インキの消費量の多い位置に至るような幅とするのが好ましい。

図６に示すように、可動フレーム１６２の上部にはエアシリンダ１８０が設けられており、このエアシリンダ１８０のロッド１８０ａの先端は固定フレーム１５４にヒンジ結合されている。このエアシリンダ１８０は、搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されているか否かを検知する被印刷物検知センサ（図示せず）からの出力に基づいて作動する。即ち、印刷位置に搬送された搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されていない場合にエアシリンダ１８０が作動し、エアシリンダ１８０のロッド１８０ａが延びて可動フレーム１６２が支軸１６０を中心として回転して図７に示す状態となる。このとき、スクリーンブラシ１０２のウレタンスポンジ１６４は図６に示す状態よりも上方に位置することとなり、スクリーン１１０から離間する。このように、本実施形態では、可動フレーム１６２、支軸１６０、エアシリンダ１８０によりスクリーンブラシ１０２をスクリーン１１０から離間するブラシ離間機構が構成されている。なお、被印刷物検知センサは、印刷位置の上流側、即ち、搬送コンベア１０８の進行方向の上流側に配置され、被印刷物検知センサの出力信号は制御部３０に送られるようになっている。

ここで、被印刷物１が印刷位置にないときに、粉体インキをスクリーン１１０に擦り込むと、スクリーン１１０の下方に粉体インキが飛び散ってしまい、被印刷物１を搬送する搬送パレット１０６や機械周辺を汚してしまうばかりでなく、粉体インキが無駄に消費される。また、このように粉体インキで汚れた後の搬送パレット１０６に被印刷物１を載せると、その被印刷物１の底面が汚れてしまう。本実施形態では、印刷位置に搬送された搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されていない場合にスクリーンブラシ１０２のウレタンスポンジ１６４をスクリーン１１０から離すことで、粉体インキがスクリーン１１０に擦り込まれることがない。従って、粉体インキによって搬送パレット１０６や機械周辺を汚すことがなく、また、粉体インキの無駄をなくすことができる。なお、エアシリンダ１８０の作動と同時にホッパブラシ回転モータ１５８の駆動を停止して、ホッパ１０４からスクリーンブラシ１０２への粉体インキの供給を停止することが好ましい。

本実施形態では、複数のスクリーンブラシ１０２を設けずに、単一のスクリーンブラシ１０２により粉体インキをスクリーン１１０に擦り込んでいる。スクリーン１１０に粉体インキを短時間に多量に擦り込むために複数のスクリーンブラシ１０２が用いられる場合があるが、この場合には、スクリーンブラシ１０２、スクリーン１１０、及び被印刷物１の位置関係が各スクリーンブラシ１０２において一致していないと印刷ズレが生じてしまう。本実施形態におけるスクリーンブラシ１０２は、径の大きなブラシを用いているため、１本のブラシで必要量の粉体インキを擦り込むことができるので、印刷ズレが生じず綺麗な印刷を行うことができる。

図３及び図４に示すように、印刷部１０の第１中間位置には、印刷後のスクリーンユニット１００から印刷に使用されなかった粉体インキを回収するインキ回収装置１８２が設置されている。インキ回収装置１８２の内部には移動するスクリーンユニット１００の上下面に当接する複数のブラシ又はゴム板（図示せず）が配置されている。スクリーンユニット１００はインキ回収装置１８２の内部に導入され、その上下面が内部のブラシ又はゴム板に当接して、印刷に使用されなかった粉体インキがブラシ又はゴム板により掻き集められる。インキ回収装置１８２により回収された粉体インキは図示しない取出口から取り出して再利用することができる。

上述したように、スクリーンユニット１００は、搬送コンベア１０８により搬送される被印刷物１と同期して楕円軌道を描いて移動する。スクリーンユニット１００が印刷位置にくると、スクリーンブラシ１０２により粉体インキがスクリーンユニット１００内のスクリーン１１０に擦り込まれ、被印刷物１の表面に粉体インキを付着させて印刷を行う。印刷を行った後のスクリーンユニット１００は第１中間位置に配置されたインキ回収装置１８２内に導入され、ここでスクリーンユニット１００の上下面に残った粉体インキが回収される。その後、スクリーンユニット１００は、作業位置及び第２中間位置を経由した後、再び印刷位置に移動され、ここで上述した印刷処理が行われる。このような一連の処理が連続して繰り返される。なお、第２中間位置に、スクリーンユニット１００の上下面に頑強に付着した粉体インキをバキュームにより吸い取るクリーニング装置を設けてもよい。

上述したように、本発明によれば、連続して静電印刷を行うことができるので、印刷速度が極めて速くなり印刷効率を上げることができる。また、簡単な構成により小型軽量化された静電印刷装置を安価に提供することができる。また、作業位置でスクリーン１１０の清掃などができるため、スクリーン１１０の清掃などを行うために装置の運転を停止する必要がなく、稼働率を向上させることができる。さらに、本実施形態においても、シート部材１０５が被印刷物１と搬送パレット（載置台）１０６との間に配置されているので、被印刷物１と搬送パレット１０６との間に電位差を生じさせて被印刷物１を搬送パレット１０６に引きつけることができる。したがって、被印刷物１をシート部材１０５の上に固定することができ、安定した静電印刷を連続して行うことができる。

上述した実施形態では、複数のスクリーンユニット１００が水平面内と楕円軌道を描きながら移動する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、複数のスクリーンユニット１００を上下に移動させてもよい。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

本発明の静電印刷装置の原理を説明するための概略図である。本発明の第１の実施形態における静電印刷装置の構成を示す概略図である。本発明の第２の実施形態における静電印刷装置の概略を示す平面図である。図３に示す静電印刷装置の概略を示す正面図である。図４に示す印刷部の印刷位置周辺の正断面図である。図４に示す印刷部の印刷位置周辺の側断面図である。図６に示すスクリーンブラシが上方に移動した状態を示す図である。従来の静電印刷装置を示す概略図である。

符号の説明

１被印刷物
２粉体インキ
１０印刷部
２０定着部
３０制御部
１００スクリーンユニット
１０１載置台
１０２スクリーンブラシ
１０３回転軸
１０４ホッパ
１０５シート部材
１０６搬送パレット（載置台）
１０８，２００搬送コンベア
１１０ステンシルスクリーン
１１２駆動モータ
１１４駆動軸
１１６ａ，１１６ｂ，１２２ａ，１２２ｂ，１７０スプロケット
１１８，１２４，１７４搬送チェーン
１２０従動軸
１２８高さ検知センサ
１３０リフタ
１５０ホッパ容器
１５２ホッパブラシ
１５４固定フレーム
１５６ホッパ容器支持部
１５７散布孔
１５８ホッパブラシ回転モータ
１６０支軸
１６２可動フレーム
１６４ウレタンスポンジ
１６６スライド筒体
１６８スプライン軸
１７２スクリーンブラシ回転モータ
１７６カム
１７８カム溝
１８０エアシリンダ
１８２インキ回収装置
２１０定着装置

Claims

粉体インキを所定の印刷パターンが形成されたスクリーンに擦り込むと共に、該スクリーンと被印刷物との間に電圧を印加することによって前記粉体インキを前記被印刷物に付着させる静電印刷装置であって、
前記スクリーンの対電極となる載置台と、
前記載置台の上面に取付けられたシート部材とを備え、
前記シート部材は表面抵抗を有し、前記被印刷物は前記シート部材の上に載置されることを特徴とする静電印刷装置。
前記シート部材の表面抵抗率は、１０^-６〜１０^７Ω・ｍであることを特徴とする請求項１に記載の静電印刷装置。
前記シート部材は半導体材料から形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電印刷装置。
前記載置台を搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアにより移動される被印刷物の上方に複数のスクリーンを移動させるスクリーン移動機構と、
前記搬送コンベアによる被印刷物の移動速度と前記スクリーン移動機構による前記スクリーンの移動速度とを同期させる同期機構とを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の静電印刷装置。
前記スクリーン移動機構は、前記複数のスクリーンを循環軌道に沿って移動させることを特徴とする請求項４に記載の静電印刷装置。