JP2016007835A - スクリーン印刷法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷材料の塗布量を正確に制御し得るスクリーン印刷法を提供する。【解決手段】本発明のスクリーン印刷法は、マスク１２０に対しスキージ１１０を摺動させ、段差部Ｗ１を有する被印刷物Ｗに印刷材料１３０、１３１を塗布する。マスクは、開口部１２３が形成された段差部１２２を、スキージが摺動する摺動面１２１に有するとともに、柔軟性を有する。マスクの段差部は、被印刷物の段差部に合わさる。スキージは、摺動方向と交差する方向にマスクの摺動面に沿って並ぶ複数の分割片１１１を備える。本発明のスクリーン印刷法は、マスクの段差部を被印刷物の段差部に重ねるとともに、スキージの複数の分割片を摺動面に当接させつつ摺動させる。【選択図】図３

Description

本発明は、スクリーン印刷法に関する。

スクリーン印刷について、被印刷物の寸法ばらつきを補償して印刷材料を精度良く塗布する試みがなされている（例えば特許文献１参照）。また、これとは別に、印刷材料の塗布量を正確に制御することも印刷品質を向上させる上で重要である。

塗布量を正確に制御するためには、被印刷物の上に配置されるマスクがスキージによって押圧された際、マスクが被印刷物にしっかりと合わさることが望ましく、また、スキージがマスクにしっかりと合わさることが望ましい。

特開２００８−２７２９７８号公報

しかしながら、被印刷物が表面に段差部を有する場合、その部分で被印刷物とマスクとがしっかりと合わさり難くなり、また、マスクが段差部を有する場合、その部分でマスクとスキージとがしっかりと合わさり難くなる。その結果、被印刷物とマスクとの間、およびマスクとスキージとの間に隙間が生じ、所望の量とは異なる量の印刷材料が塗布される虞がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、印刷材料の塗布量を正確に制御し得るスクリーン印刷法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のスクリーン印刷法は、マスクに対しスキージを摺動させ、段差部を有する被印刷物に印刷材料を塗布する。マスクは、開口部が形成された段差部を、スキージが摺動する摺動面に有するとともに、柔軟性を有する。マスクの段差部は、被印刷物の段差部に合わさる。スキージは、摺動方向と交差する方向にマスクの摺動面に沿って並ぶ複数の分割片を備える。本発明のスクリーン印刷法は、マスクの段差部を被印刷物の段差部に重ねるとともに、スキージの複数の分割片を摺動面に当接させつつ摺動させる。

本発明のスクリーン印刷法で用いられるマスクは、被印刷物の段差部に合わさる段差部を摺動面に備え、また、マスクが柔軟で被印刷物の形状に倣って変形し易いため、マスクを被印刷物に重ね合わせた際、マスクが被印刷物の段差形状に沿ってしっかりと合わさる。また、スキージが分割された構成を有し、マスクの段差部に合わせて変形するため、マスクとスキージとがしっかりと合わさる。従って、被印刷物とマスクとの間、およびマスクとスキージとの間に隙間が生じ難く、本発明によれば印刷材料の塗布量を正確に制御できる。

実施形態のスクリーン印刷装置の概略構成をワークとともに示す斜視図である。 ワークおよび実施形態のマスクを重ね合わせて示す断面図である。 実施形態のスクリーン印刷において、ワーク上に配置されたマスクの摺動面をスキージが摺動している状態を示す斜視図である。 比較例１のスクリーン印刷において、ワーク上に配置されたマスクの摺動面をスキージが摺動している状態を示す斜視図である。 ワークおよび比較例１のマスクを重ね合わせて示す断面図である。 比較例２のスクリーン印刷において、ワーク上に配置されたマスクの摺動面をスキージが摺動している状態を示す斜視図である。 比較例３のスクリーン印刷において、ワーク上に配置されたマスクの摺動面をスキージが摺動している状態を示す斜視図である。 図４および図７の８−８線に沿う断面図である。 比較例１および比較例３のスクリーン印刷によってワーク上に塗布された印刷材料を示す断面図である。 図６の１０−１０線に沿う断面図である。 比較例２のスクリーン印刷によってワーク上に塗布された印刷材料を示す断面図である。 図３の１２−１２線に沿う断面図である。 実施形態のスクリーン印刷によってワーク上に塗布された印刷材料を示す断面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる。

図１に示すように、実施形態のスクリーン印刷装置１００は、スキージ１１０と、マスク１２０と、を含む。

スキージ１１０は、マスク１２０の摺動面１２１に略平行な方向に進退動可能である。スキージ１１０は、摺動面１２１に略垂直な方向に近接離間可能である。

スキージ１１０は、摺動方向と交差する方向に並んだ複数の分割片１１１を有する。スキージ１１０は、複数の分割片１１１の各々に接続した加圧部１１２を有する。

複数の分割片１１１は、摺動面１２１に沿って並ぶ。複数の分割片１１１の各々は、摺動面１２１に略垂直な方向にずれ動くことができる。

分割片１１１の先端部１１３は、基端側１１４に比べ耐摩耗性の高い材料によって形成されている。先端部１１３を形成する材料は、例えば、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）、ケイ素樹脂（シリコン樹脂）である。基端側１１４を形成する材料は、例えば、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）である。

加圧部１１２は、摺動面１２１を押圧する加圧力を分割片１１１に付与する。加圧部１１２は、例えば、液圧シリンダまたは空圧シリンダ等の動力シリンダであるが、これに限定されない。加圧部１１２は、モータによって動作するアクチュエータであってもよい。また、加圧部１１２としてばね等の弾性体を用いてもよい。

加圧部１１２から分割片１１１に加えられる加圧力は、分割片１１１ごとに個別に制御できる。例えば、加圧部１１２が動力シリンダの場合、動力シリンダへの駆動流体の供給を調整するバルブが制御されることによって、加圧力が制御される。

マスク１２０は、摺動面１２１に段差部１２２を有する。段差部１２２に開口部１２３が形成されている。開口部１２３は、厚み方向に貫通している。段差部１２２と異なる箇所に開口部１２４が形成されている。開口部１２４は、厚み方向に貫通している。開口部１２３の深さと開口部１２４の深さとは略等しい。

マスク１２０は、柔軟性を有する。マスク１２０は、例えば、ＳＵＳの薄板によって形成される。

印刷材料が塗布されるワークＷ（被印刷物）は、マスク１２０が配置される面に、段差部Ｗ１を有する。

図２に示すように、段差部１２２は、摺動面１２１の反対側に突出しており、マスク１２０をワークＷに重ね合わせたとき、段差部１２２はワークＷの段差部Ｗ１に合わさる。マスク１２０において開口部１２４が形成されている箇所もワークＷに当接する。

次に、実施形態のスクリーン印刷法について述べる。

実施形態のスクリーン印刷法では、まず、マスク１２０がワークＷ上に配置される。その後、スキージ１１０が摺動面１２１に先端部１１３を当接させて摺動する。マスク１２０がワークＷ上に配置される前に摺動面１２１に印刷材料が配置されてもよいし、ワークＷ上へのマスク１２０の配置後、スキージ１１０を摺動させる前に、摺動面１２１に印刷材料が配置されてもよい。

図３に示すように、スキージ１１０が摺動して段差部１２２を通過する際、段差部１２２に位置する分割片１１１は、それ以外の他の分割片１１１に対して位置をずらし、段差部１２２の底部に当接する。段差部１２２の底部には開口部１２３が形成されている。段差部１２２の底部に当接した分割片１１１以外の残りの分割片１１１は、段差部１２２以外の摺動面１２１に当接する。スキージ１１０は、このように分割片１１１をずらして変形した状態で、段差部１２２を通過する。

段差部１２２に対し摺動方向両側に位置する平坦な部分をスキージ１１０が摺動する際、複数の分割片１１１は一列に並び一直線状に揃った状態になっている。スキージ１１０が段差部１２２の側面１２５またはこれと対向する側面１２６（図１参照）を横切る際、分割片１１１は、側面１２５または側面１２６に当接しままこれに追随してずれ動く。

スキージ１１０が摺動する際、加圧部１１２は、複数の分割片１１１に一定の加圧力を均等に加えてもよいし、一の分割片１１１と他の分割片１１１とで異なる加圧力を付与してもよい。必要とされる加圧力分布に応じて加圧部１１２は加圧力を変化させる。

スキージ１１０が摺動することによって、段差部１２２を含む摺動面１２１の全体に印刷材料が擦りつけられるようにして拡げられ、開口部１２３および開口部１２４に印刷材料１３０、１３１が入り込む。

その後、スキージ１１０が摺動面１２１から離隔し、マスク１２０がワークＷから取り外される。マスク１２０がワークＷから取り外されると、開口部１２３に充填された印刷材料１３０、および開口部１２４に充填された印刷材料１３１がワークＷの表面に残り、塗布が完了する。

以上述べた実施形態の適用例として、固体高分子形燃料電池で用いられるセパレータへの接着剤の塗布が挙げられる。セパレータがワークＷに相当し、接着剤が印刷材料に相当する。ここで、接着剤は例えば熱可塑性のホットメルト剤であるが、これに限定されず、熱硬化性のものであってもよい。

次に、実施形態と異なる比較例について述べる。

＜比較例１＞
図４に示すように、比較例１は、マスク１２０とは別のマスクＭが用いられる点で、実施形態と異なる。他の構成および印刷方法、ならびにワークＷについては上述の実施形態と同様である。実施形態と同様の構成については同一の符号を付す。

マスクＭは、実施形態のマスク１２０のように摺動面Ｍ１に段差形状を備えず、摺動面Ｍ１は平らに形成される。摺動面Ｍ１に開口部Ｍ２および開口部Ｍ３が形成されている。開口部Ｍ２は、実施形態の開口部１２４と同様である。

図５に示すように、マスクＭでは、摺動面Ｍ１が段差形状を有さず平らに形成されるため、ワークＷの段差部Ｗ１に重なり合う凸状の部分の肉厚が厚い。また、開口部Ｍ３の深さが上述の実施形態の開口部１２３に比べ深い。

＜比較例２＞
図６に示すように、比較例２では、実施形態とは別のスキージＳが用いられる。他の構成および印刷方法、ならびにワークＷについては実施形態と同様である。実施形態と同様の構成については同一の符号を付す。

スキージＳは、上記実施形態のスキージ１１０ように分割された構成を有さず、一体的に形成されている。このため、スキージＳは、段差部１２２を通過する際、スキージ１１０のように段差部１２２の形状に合わせて変形せず、真直ぐな状態のまま摺動する。スキージＳが摺動すると、段差部１２２によって形成される凹部の内側全体および開口部１２４に印刷材料１５０、１５１が充填される。

＜比較例３＞
図７に示すように、比較例３では、比較例１のマスクＭ、および比較例２のスキージＳが用いられる。ワークＷについては実施形態と同様である。

スキージＳが摺動面Ｍ１を摺動することによって、開口部Ｍ２に印刷材料１４１が充填され、開口部Ｍ３に印刷材料１４０が充填される。

次に、実施形態の作用効果を比較例と比較しつつ説明する。

図８に示すように、比較例１および比較例３では、マスクＭが摺動面Ｍ１に実施形態のような段差形状を有さず、深さの深い開口部Ｍ３に印刷材料１４０が充填される。このため、図９に示すように、マスクＭを取り外すと、段差部Ｗ１以外の箇所では、所定量の印刷材料１４１が塗布された状態となるが、段差部Ｗ１では所定量より量の多い印刷材料１４０が塗布された状態となる。

図１０に示すように、比較例２では、開口部１２３だけでなく段差部１２２の全体に印刷材料１５０が充填される。このため、図１１に示すように、マスク１２０を取り外すと、段差部Ｗ１以外の箇所では、所定量の印刷材料１５１が塗布された状態となるが、段差部Ｗ１では所定量より量の多い印刷材料１５２が塗布された状態となる。

図１２に示すように、実施形態では、マスク１２０が、段差部Ｗ１に合わさる段差部１２２を摺動面１２１に備え、また、マスク１２０は柔軟でワークＷの形状に倣って変形し易い。このため、マスク１２０はワークＷの段差形状に沿ってしっかりと合わさり、マスク１２０と段差部Ｗ１との間に、余分な印刷材料が入り込む隙間が生じ難い。

また、スキージ１１０が分割された構成を有し、マスク１２０の段差部１２２の形状に合わせて変形する。このため、スキージ１１０と段差部１２２とがしっかりと合わさり、これらの間に隙間が生じ難い。従って、段差部１２２において開口部１２３以外に充填された余分な印刷材料が確実に除去され、段差部１２２では開口部１２３だけに印刷材料１３０が充填される。

以上のことから、図１３に示すように、マスク１２０を取り外すと、段差部Ｗ１以外の箇所に所定量の印刷材料１３１が塗布された状態になるとともに、段差部Ｗ１においても、開口部１２３によって規定される所定量の印刷材料１３０が塗布された状態となる。従って、本実施形態によれば、段差形状を有する被印刷物に対し、塗布量を正確に制御して印刷材料を塗布できる。

各分割片１１１から摺動面１２１に加えられる加圧力は、個別に制御可能であるため、作業者の意図に沿った加圧力を摺動面１２１に加えつつスキージ１１０を摺動させることができる。

各分割片１１１に加圧力を均等に加え、加圧力を維持しつつスキージ１１０を摺動させるようにすれば、段差部１２２に追随するように分割片１１１がずれ動いても各分割片１１１に加わる加圧力が一定に保たれる。従って、マスク１２０の形状によらず、スキージ１１０の加圧力を一定にして塗布を行うことができる。

加圧力を変更しつつスキージ１１０を摺動させるようにすれば、スキージ１１０の加圧力分布が変化するため、ワークＷの部位ごとに必要とされる加圧力が異なる場合に、所望の加圧力分布に従って塗布を行える。

分割片１１１の先端部１１３は基端側１１４に比べ耐摩耗性の高い材料によって形成されており、先端部１１３の摩耗が抑制されるため、スキージ１１０の耐久性が高い。

本実施形態と異なり、例えば、図６に示す一体的に形成されたスキージＳの先端部を高弾性の材料によって形成し、その弾性によってスキージＳを段差部１２２に追随させることも考えられる。しかしながら、そのように先端部を高弾性の材料によって形成した場合、耐摩耗性が低下する虞がある。これに対し、本実施形態では、スキージ１１０の分割構造によって、段差部１２２に追随するようにしているため、必ずしも高弾性の材料によって先端部１１３を形成する必要がない。従って、耐摩耗性の高い材料によって先端部１１３を形成できる。

スキージ１１０が段差部１２２の側面１２５または側面１２６を横切るように移動する際、分割片１１１が側面１２５または側面１２６に追随して動くため、エアの巻き込みが抑制される。従って、空洞等の塗布欠陥の発生を防止できる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変できる。

例えば、上述した実施形態において、分割片１１１の表面に印刷材料の付着を妨げる表面処理を施してもよい。隣接する分割片１１１と分割片１１１との間に印刷材料が介在し、これが硬化すると、各分割片１１１が動き難くなる。一方、表面処理を施すことによって印刷材料の付着を防止すれば、分割片１１１の動きが妨げられ難くなるため、分割片１１１の良好な可動性を確保できる。

印刷材料の付着を妨げる表面処理として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）による被覆が挙げられる。

１００ スクリーン印刷装置、
１１０ スキージ、
１１１ 分割片、
１１２ 加圧部、
１１３ 先端部、
１１４ 先端部の基端側、
１２０ マスク、
１２１ 摺動面、
１２２ 段差部、
１２３ 開口部、
１２４ 開口部、
１２５、１２６ 段差部の側面、
１３０、１３１、１４０、１４１、１５０、１５１、１５２ 印刷材料、
Ｍ 比較例のマスク、
Ｍ１ 比較例のマスクの摺動面、
Ｍ２ 開口部、
Ｍ３ 開口部、
Ｓ 比較例のスキージ、
Ｗ ワーク（被印刷物）、
Ｗ１ ワークの段差部。

Claims (7)

1. マスクに対しスキージを摺動させ、段差部を有する被印刷物に印刷材料を塗布するスクリーン印刷法であって、
   前記マスクは、前記被印刷物の段差部に合わさり開口部が形成された段差部を前記スキージが摺動する摺動面に有するとともに、柔軟性を有し、前記スキージは、摺動方向と交差する方向に前記摺動面に沿って並ぶ複数の分割片を備え、
   前記マスクの段差部を前記被印刷物の段差部に重ねるとともに、前記複数の分割片を前記摺動面に当接させつつ前記スキージを摺動させる、スクリーン印刷法。
2. 複数の前記分割片の各々に、前記摺動面を押圧する加圧力を付与し、各当該加圧力を個別に制御しつつ前記スキージを摺動させる、請求項１に記載のスクリーン印刷法。
3. 複数の前記分割片の各々に前記加圧力を均等に加え、当該加圧力を維持しつつ前記スキージを摺動させる、請求項２に記載のスクリーン印刷法。
4. 前記加圧力を変更しつつ前記スキージを摺動させる、請求項２に記載のスクリーン印刷法。
5. 前記分割片の先端部は、当該先端部より基端側に比べて耐摩耗性の高い材料によって形成され、前記先端部を前記摺動面に当接させて前記スキージを摺動させる、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１つに記載のスクリーン印刷法。
6. 前記マスクの段差部の側面を横切るように前記スキージを摺動させ、この際、前記分割片は前記マスクの段差部の側面に追随して動く、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１つに記載のスクリーン印刷法。
7. 前記印刷材料の付着を妨げる表面処理が前記分割片に施され、当該分割片を前記摺動面に当接させて前記スキージを摺動させる、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１つに記載のスクリーン印刷法。