JP2019018383A - スクリーン印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、凹面を有する被印刷体に対しても、塗布される印刷液の膜厚を確保できるスクリーン印刷機を提供する。【解決手段】スキージ５０は、スクリーンマスクに対向するスキージ凸面５５を有する。スキージ凸面５５は、被印刷面１３の形状に対応して形成されている。スキージ凸面５５は、被印刷面１３の形状に対応して形成されており、スキージ５０がスクリーンマスクを介して被印刷体１１に接触しやすくなる。このため、スキージ５０がスクリーンマスクを押圧しつつ、スクリーンマスク上を移動するときに、スキージ５０がスクリーンマスクを押圧力が均一になる。これにより、被印刷面１３への印刷液の塗布がしやすくなり、被印刷面１３への膜厚不足がなくなる。したがって、簡易な構成で、被印刷面１３に塗布される膜厚が十分に確保しやすくなる。【選択図】図３

Description

本開示は、スクリーン印刷機に関する。

従来、曲面を有する被印刷体に対して、印刷パターンを透過した印刷液を塗布するスクリーン印刷機が知られている。特許文献１では、被印刷体に対して、スクリーンマスクが常に接線方向を向くように、スクリーンマスクが回転するスクリーン印刷機が知られている。

特許第３６７７１５０号公報

特許文献１の構成では、スクリーンマスクが回転する機構が設けられており、スクリーン印刷機の構成が複雑になる。このため、スクリーン印刷機が故障する可能性が高くなる。
ところで、一般に、スクリーン印刷は、平坦面の印刷に適しており、スクリーンマスクとは反対側に向かって凹む曲面のような凹面の印刷には適していない。特許文献１の構成では、平坦なスクリーンマスクが用いられる。高低差が大きい凹面を有する被印刷体の形状では、被印刷体とスクリーンマスクとが接触しないので印刷できない虞がある。これにより、塗布された印刷液の膜厚が十分確保できない虞がある。

本開示の目的は、簡易な構成で、凹面を有する被印刷体に対しても、塗布される印刷液の膜厚を確保できるスクリーン印刷機を提供することにある。

本開示のスクリーン印刷機は、スクリーンマスク（２０）、版枠（２５）、スキージ（５０、２５０、３５０）を備える。
スクリーンマスクは、凹面（１３、２１３、３１３）を含む被印刷体（１１、２１１、３１１）に対向するように設けられており、印刷液が透過可能な印刷パターン（２１）を有する。
版枠は、印刷パターンよりも外側でスクリーンマスクを固定する。

スキージは、スクリーンマスクに対して被印刷体とは反対側に設けられている。
また、スキージは、スクリーンマスクを被印刷体に向かって押圧しつつ、スクリーンマスク上を移動したとき、スクリーンマスクに供給されている印刷液（３１）が印刷パターンを透過し、印刷液を被印刷体に塗布する。
さらにスキージは、スクリーンマスクに対向するスキージ凸面（５５、２５５、３５５）を有する。
スキージ凸面は、凹面の形状に対応して形成されている。

これにより、スキージがスクリーンマスクを介して被印刷体に接触しやすくなる。このため、スキージがスクリーンマスクを押圧しつつ、スクリーンマスク上を移動するときに、スキージがスクリーンマスクを押圧力が均一になる。これにより、被印刷面への印刷液の塗布がしやすくなり、被印刷面への膜厚不足がなくなる。したがって、簡易な構成で、被印刷面に塗布される膜厚が十分に確保しやすくなる。

第１実施形態のスクリーン印刷機の構成図。 第１実施形態のスクリーン印刷機による被印刷体への印刷を説明するための構成図。 第１実施形態のスクリーン印刷機の被印刷体、スキージおよびスキージホルダの外観図。 第１実施形態のスクリーン印刷機の印刷体治具の斜視図。 第１実施形態のスクリーン印刷機の印刷体治具の外観図。 第２実施形態のスクリーン印刷機の被印刷体、スキージおよびスキージホルダの外観図。 第３実施形態のスクリーン印刷機の被印刷体、スキージおよびスキージホルダの外観図。

以下、スクリーン印刷機の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。
本実施形態のスクリーン印刷機は、凹面を有する被印刷体に印刷するのに用いられる。

図１に示すように、被印刷体１１は、凹形状に形成されており、透明な樹脂である。透明な樹脂は、例えば、ポリカーボネートまたはアクリル等である。被印刷体１１は、凹部としての印刷体凹部１２を有する。
印刷体凹部１２は、後述のスクリーンマスク２０とは反対側に向かって凹んでいる。また、印刷体凹部１２は、被印刷面１３を含む。
被印刷体１１の凹面としての被印刷面１３は、スクリーンマスク２０に対向する端面であり、湾曲している。被印刷面１３の局所的な曲がり具合を円に近似できる。この近似円の中心がスクリーンマスク２０側となるように、被印刷面１３は、形成されている。なお、被印刷面１３とは反対側の被印刷体１１の面は、湾曲している。

（第１実施形態）
スクリーン印刷機１０は、スクリーンマスク２０、版枠２５、ディスペンサ３０、印刷体治具７０、スクレーパ３５、駆動部４０、スキージ５０およびスキージホルダ６０を備える。スクリーン印刷機１０に対して、重力がかかる方向を地方向とする。地方向とは反対の方向を天方向とする。図中において、紙面に対して下方向が地方向と一致し、紙面に対して上方向が天方向と一致する。被印刷体１１側を地側とし、被印刷体１１とは反対側を天側とする。

スクリーンマスク２０は、樹脂繊維または金属繊維から形成されており、所定の印刷パターン２１および樹脂コーティング２２を有する。印刷パターン２１を除く箇所が、樹脂コーティング２２により目止めされており、樹脂コーティング２２を除く箇所が印刷パターン２１である。なお、図中において、樹脂コーティング２２は、所在を明確にするため、ハッチングして記載しており、誇張して記載している。
スクリーンマスク２０は、ディスペンサ３０から供給される印刷液３１がスクリーンマスク２０の繊維の網目を透過可能に、形成されている。

版枠２５は、印刷パターン２１よりも外側でスクリーンマスク２０を固定する。版枠２５は、例えば、アルミを鋳造して形成されている。
ディスペンサ３０は、スクリーンマスク２０の天側の面にインク状の印刷液３１を供給する。
印刷液３１は、水または有機溶剤に塗料が含まれている。図中において、印刷液３１は、所在を明確にするため、ドット柄で記載している。

印刷体治具７０は、金属または樹脂から形成され、スクリーンマスク２０とで被印刷体１１を挟むように設けられており、地側に設けられている。また、印刷体治具７０は、治具凹部７１を有し、被印刷体１１を固定可能である。なお、印刷体治具７０は、ねじまたはクランプ等により、スクリーン印刷機１０に固定されている。
治具凹部７１は、被印刷体１１の形状に対応して形成され、地方向に向かって凹んでおり、被印刷体１１を収容する。治具凹部７１が被印刷体１１を収容しやすいように、治具凹部７１は、被印刷体１１よりも大きく形成されている。治具凹部７１は、被印刷体１１の形状に対応するように、被印刷体１１に対向する端面が湾曲している。

スクレーパ３５は、金属または樹脂等から板状に形成されており、駆動部４０に設けられている。
駆動部４０は、２本のレール４１と、２本のレール４１を天地方向に動かすアクチュエータから構成されている。なお、図中において、アクチュエータの記載を省略している。
レール４１は、天地方向に対して、垂直に延びている。
駆動部４０により、スクレーパ３５は、天地方向またはレール４１が延びる方向に沿って移動可能である。駆動部４０が駆動したとき、スクレーパ３５は、スクリーンマスク２０に押圧しつつ、スクリーンマスク２０の天側の面上を移動する。このとき、ディスペンサ３０から供給された印刷液３１が印刷パターン２１の網目に充填される。

スキージ５０は、ゴムまたはウレタン等の弾性体から板状に形成されており、スキージホルダ６０に固定される。
スキージホルダ６０は、金属または樹脂で形成されており、第１ホルダ６１および第２ホルダ６２を有し、駆動部４０に設けられている。
第１ホルダ６１は、スキージ５０の板厚方向の一方に設けられており、スキージ５０の長さよりも長く形成されている。また、第１ホルダ６１は、スキージ５０の板厚方向の断面が長方形形状となるように、形成されている。

第２ホルダ６２は、スキージ５０の板厚方向の他方に設けられており、第１ホルダ６１と同様の長さとなるように、形成されている。また、第２ホルダ６２は、スキージ５０の板厚方向の断面がＬ字形状となるように、形成されている。第１ホルダ６１および第２ホルダ６２は、ねじ６３等により結合されており、第１ホルダ６１と第２ホルダ６２との間で、スキージ５０が保持されている。

駆動部４０により、スキージホルダ６０は、天地方向またはレール４１が延びる方向に沿って移動可能である。駆動部４０が駆動したとき、スキージホルダ６０を介して、スキージ５０は、スクリーンマスク２０に押圧しつつ、スクリーンマスク２０の天側の面上を移動する。このとき、スクリーンマスク２０は、スキージ５０の押圧により、被印刷体１１に押し付けられる。

スクリーン印刷機１０が被印刷体１１に印刷を行うとき、まず、スクレーパ３５が印刷パターン２１の網目に印刷液３１を充填する。
次に、図２に示すように、スクレーパ３５に充填されなかった印刷液３１とともにスキージ５０は、スクリーンマスク２０を押圧しつつ、進行方向Ｄへ移動する。このとき、スクレーパ３５により印刷パターン２１に充填された印刷液３１が印刷パターン２１を透過し、被印刷体１１に印刷される。

一般に、スクリーン印刷は、平坦面の印刷に適しており、スクリーンマスクとは反対側に向かって凹む曲面のような凹面の印刷には適していない。
そこで、本実施形態のスクリーン印刷機１０は、簡易な構成で、凹面を有する被印刷体１１に対しても印刷液３１の膜厚を確保するため、スキージ５０、スキージホルダ６０および印刷体治具７０にある工夫を施している。

図３に示すように、スキージ５０は、印刷体凹部１２の形状に対応して形成されており、スキージ凸部５４を有する。図３において、特徴を明確にするため、被印刷体１１、スキージ５０およびスキージホルダ６０のみを拡大して記載している。
スキージ凸部５４は、印刷体凹部１２の形状に対応するように延びており、印刷体凹部１２に向かって延びている。また、スキージ凸部５４は、スキージ凸面５５を含む。

スキージ凸面５５は、スクリーンマスク２０に対向している面であり、被印刷面１３の形状に対応して形成されており、湾曲している。スキージ凸面５５の局所的な曲がり具合を円に近似できる。この近似円の中心がスクリーンマスク２０とは反対側、すなわち、天側となるように、スキージ凸面５５は、形成されている。
さらに、スキージ凸面５５は、被印刷面１３の形状に対応しており、被印刷面１３の曲率と等しくなるように、形成されている。ここで、「等しく」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。本明細書中では、「等しく」は、同様に拡大解釈するものとする。

スキージホルダ６０は、スキージ５０の形状に対応して形成されており、ホルダ凸部６４を有する。
ホルダ凸部６４は、スキージ凸部５４の形状に対応するように、第１ホルダ６１および第２ホルダ６２から印刷体凹部１２に向かって延びている。また、ホルダ凸部６４は、ホルダ凸面６５を含む。
ホルダ凸面６５は、スクリーンマスク２０に対向している面であり、スキージ凸面５５の形状に対応して形成されており、湾曲している。ホルダ凸面６５の局所的な曲がり具合を円に近似できる。この近似円の中心が天側となるように、ホルダ凸面６５は、形成されている。さらに、ホルダ凸面６５は、スキージ凸面５５の曲率と等しくなるように、形成されている。

図１および図４に示すように、印刷体治具７０は、治具対向面７２をさらに有する。図４において、印刷体治具７０を誇張して記載している。
治具対向面７２は、治具凹部７１に隣接し、スクリーンマスク２０に対向している面である。また、治具対向面７２は、スキージ凸面５５の形状に対応して形成されており、湾曲している。治具対向面７２の局所的な曲がり具合を円に近似できる。この近似円の中心が天側となるように、治具対向面７２は、形成されている。スキージ５０の長手方向における治具対向面７２が含む曲線の曲率は、スキージ５０の長手方向におけるスキージ凸面５５が含む曲線の曲率と等しくなるように、形成されている。
さらに、治具対向面７２は、スキージ５０がスクリーンマスク２０を被印刷体１１に向かって押圧しつつ、スクリーンマスク２０を移動する方向に向かい、治具凹部７１に向かって傾斜している。

図５に示すように、さらに、治具対向面７２は、被印刷面１３を延長した面である延長面Ｓｅ上に位置するように、形成されている。スキージ５０がスクリーンマスク２０を被印刷体１１に向かって押圧しつつ、スクリーンマスク２０を移動する方向における治具対向面７２の曲線の曲率は、延長面Ｓｅが含む曲線の曲率と等しくなるように、湾曲している。

（効果）
［１］スキージ凸面５５は、被印刷面１３の形状に対応して形成されており、簡易な構成である。スキージ凸面５５により、スキージ５０がスクリーンマスク２０を介して被印刷体１１に接触しやすくなる。このため、スキージ５０がスクリーンマスク２０を押圧しつつ、スクリーンマスク２０上を移動するときに、スキージ５０がスクリーンマスク２０を押圧力が均一になる。これにより、被印刷面１３への印刷液３１の塗布がしやすくなり、被印刷面１３への膜厚不足がなくなる。したがって、簡易な構成で、被印刷面１３に塗布される膜厚が十分に確保しやすくなる。

［２］スキージホルダ６０は、スキージ５０の形状に対応して形成されており、簡易な構成である。スキージホルダ６０は、スキージ５０を保持する力を均一にする。スキージ５０がスクリーンマスク２０を押圧しつつ、スクリーンマスク２０上を移動するとき、スキージ５０のたわみ量が均一になる。このため、スキージ５０がスクリーンマスク２０を押圧しつつ、スクリーンマスク２０上を移動するときの押圧力が均一になる。したがって、［１］と同様に、簡易な構成で、被印刷面１３に塗布される膜厚が確保しやすくなる。

［３］治具対向面７２は、スキージ５０がスクリーンマスク２０を被印刷体１１に向かって押圧しつつ、スクリーンマスク２０を移動する方向に向かい、治具凹部７１に向かって傾斜しており、簡易な構成である。これにより、スキージ５０がスクリーンマスク２０を押圧しつつ、スクリーンマスク２０上を移動するときに、被印刷体１１とスクリーンマスク２０とが追従しやすくなる。このため、塗布された印刷液３１のタレが抑制され、被印刷面１３に印刷液３１が塗布されやすくなる。したがって、簡易な構成で、被印刷面１３に塗布される印刷液３１のタレが抑制され、印刷性が向上する。

［４］治具対向面７２は、延長面Ｓｅ上に位置するように、形成されている。これにより、被印刷体１１に印刷するとき、被印刷体１１とスクリーンマスク２０とがより追従しやすくなる。［３］と同様に、簡易な構成で、被印刷面１３に塗布される印刷液３１のタレが抑制され、印刷性が向上する。

［５］透明な樹脂は、透明であるため、膜厚が不足すると透けてしまい、被印刷面１３の見栄えが悪くなる虞がある。本実施形態のスクリーン印刷機１０では、被印刷面１３に塗布される膜厚が確保しやすくなる。このため、透明な樹脂においても、被印刷面１３への膜厚不足がなくなり、被印刷体１１の見栄えが向上する。

（第２実施形態）
第２実施形態は、被印刷面、スキージおよびスキージホルダの形状が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。
図６に示すように、被印刷体２１１の被印刷面２１３は、曲面２１４および平面２１５を含む。平面２１５は、被印刷体２１１の中央に形成されている。図６において、特徴を明確にするため、被印刷体２１１、スキージ２５０およびスキージホルダ２６０のみを記載している。

スキージ２５０のスキージ凸面２５５は、被印刷面２１３の形状に対応して形成されており、曲面２５６および平面２５７を有する。なお、治具対向面７２もスキージ凸面２５５の形状に対応して形成されていることがより好ましい。
スキージホルダ２６０は、スキージ２５０の形状に対応して形成されている。
ホルダ凸面２６５は、スキージ凸面２５５に対応して形成されており、曲面２６６および平面２６７を有する。
曲面および平面の両方を含む第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
第３実施形態は、被印刷面、スキージおよびスキージホルダの形状が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。
図７に示すように、被印刷体３１１の被印刷面３１３は、３つの曲面３１４−３１６を有する。曲面３１４、３１５は、近似円の中心を天側に含む曲面である。曲面３１６は、近似円の中心を地側に含む曲面である。図７において、特徴を明確にするため、被印刷体３１１、スキージ３５０およびスキージホルダ３６０のみを記載している。

スキージ３５０のスキージ凸面３５５は、被印刷面３１３に対応して形成されており、近似円の中心を天側に含む曲面３５６、３５７および近似円の中心を地側に含む曲面３５８を有する。なお、治具対向面７２もスキージ凸面３５５の形状に対応して形成されていることがより好ましい。

スキージホルダ３６０は、スキージ３５０の形状に対応して形成されている。ホルダ凸面３６５は、スキージ凸面３５５に対応して形成されており、近似円の中心を天側に含む曲面３６６、３６７および近似円の中心を地側に含む曲面３６８を有する。
複数の曲面を含む第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
［ｉ］被印刷面、スキージ凸面およびホルダ凸面は、曲面の数および平面の数に限定されず、複数の曲面の数または複数の平面の数を含んでもよい。
以上、本開示はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１１、２１１、３１１ ・・・被印刷体、
１３、２１３、３１３ ・・・凹面、
２０ ・・・スクリーンマスク、
２５ ・・・版枠、
３１ ・・・印刷液、
５０、２５０、３５０ ・・・スキージ、
５５、２５５、３５５ ・・・スキージ凸面。

Claims (5)

1. 凹面（１３、２１３、３１３）を含む被印刷体（１１、２１１、３１１）に対向するように設けられており、印刷液が透過可能な印刷パターン（２１）を有するスクリーンマスク（２０）と、
   前記印刷パターンよりも外側で前記スクリーンマスクを固定する版枠（２５）と、
   前記スクリーンマスクに対して前記被印刷体とは反対側に設けられており、前記スクリーンマスクを前記被印刷体に向かって押圧しつつ、前記スクリーンマスク上を移動したとき、前記スクリーンマスクに供給されている印刷液（３１）が前記印刷パターンを透過し、印刷液を前記被印刷体に塗布するスキージ（５０、２５０、３５０）と、
   を備え、
   前記スキージは、前記スクリーンマスクに対向するスキージ凸面（５５、２５５、３５５）を有し、
   前記スキージ凸面は、前記凹面の形状に対応して形成されているスクリーン印刷機。
2. 前記被印刷体は、透明な樹脂である請求項１に記載のスクリーン印刷機。
3. 前記凹面は、湾曲しており、
   前記スキージ凸面は、前記凹面に対応して湾曲している請求項１または２に記載のスクリーン印刷機。
4. 前記スキージの形状に対応して形成されており、前記スキージを固定するスキージホルダ（６０、２６０、３６０）をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載のスクリーン印刷機。
5. 前記スキージ凸面は、湾曲しており、
   前記スキージホルダは、前記スクリーンマスクに対向するホルダ凸面（６５、２６５、３６５）を有し、
   前記ホルダ凸面は、前記スキージ凸面に対応して湾曲している請求項４に記載のスクリーン印刷機。

Images