JP3806841B2

JP3806841B2 - スクリーン印刷機および印刷方法

Info

Publication number: JP3806841B2
Application number: JP2002068440A
Authority: JP
Inventors: 俊次村野
Original assignee: 俊次村野
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: JP2003266630A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプリント基板、ガラス基板、セラミック基板等の被印刷体の所定部位に、金、銀、銅ペースト、カーボンペースト、接着剤、ソルダ−レジスト、クリーム状半田等の印刷ペーストを塗布するスクリーン印刷機の印刷性能の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン印刷装置は、被印刷体４が載置される基台（図示せず）と、この基台上に基台上面とほぼ平行に張設されるスクリーン３とで構成されており、スキージ２をスクリーン３に接触させ、かつ、スクリーン３と被印刷体４の接触が連続して行われるようにスキージ２を移動させて印刷ペースト５をスクリーンパターン孔３ａに充填させたあと被印刷体４上に転写して形成することによってスクリーン印刷装置として機能する。
印刷機は、印刷特性においてペースト充填とスクリーン版離れについて、操作性において、ペースト供給のしやすさと印刷後の清掃のしやすさについて、そして、ペーストの劣化防止のすべての項目を満足させることが必要である。しかし、これまでの、印刷機では上記すべての項目を満足させることができる印刷機は見当たらない。
【０００３】
従来のスクリーン印刷機の基本的な構成と動作を図９、図１０、図１１、図１２によって説明する。スクリーン印刷は、図９に示すようにペースト充填工程と版離れ工程の２つの工程に分離して考えることができる。ペースト充填工程では、ペースト５をスクリーンパターン孔３ａへ確実に充填を行うこと、版離れ工程では、スクリーンパターン孔３ａからペースト５を抜き、被印刷体４へペースト５の転写を確実に行うことが高品質印刷を行う上で必要である。
【０００４】
従来の印刷機では、図１０に示すローリング方式によるペースト充填がもっとも一般的である。古くからある技術であるが、主流の印刷技術である。ローリングによる印刷１８は、スキージ２により印刷ペースト５を印刷方向へ押し、スクリーン３上をローリング（回転）させ、静かに、注ぐようにスクリーンの開口部のパターン孔３ａに充填させることによりローリングによる印刷結果１９を得る。
【０００５】
ローリング方式の課題を解決するための方法として、特開平５−３３７４２５のローラスキージ方式が提案されているが、この方法では、ローラの周囲にペースト５をまとわりつかせ攪拌を行ないながら、スクリーン３上のローラ下に塗布したペースト５の上を、道路工事で使用するロードローラと同様な動作でローラで踏み固める方法で印刷を行っている。
【０００６】
さらに、ローリング方式の課題を解決するための他の方法として、特表平１０−５１２５０７では圧縮空気等により印刷ペーストを圧入充填する方法が提案されており、類似特許として特開２０００−１４１５９９や、特公昭４５−５１１７、特公平６-２８９５７が提案されている。
【０００７】
従来の印刷機の版離れ工程では、積極的な対策は行わない方式がもっとも多い。すなわち、図９に示すように、スクリーン３のテンションによる弾性力により自然に被印刷体４から離れるのを待つのが一般的である。他に、スクリーン３を跳ね上げて引き剥がす方式の特開昭６３−２５６４４０や、基台を下降させて被印刷体４を引き剥がすなどの版離れ角度を大きくする方式の特許２８７６１９８が提案され実施されたことがある。また、実開平２−３６４３１に示すようなスクリーン３上全体を密閉状態とした加圧室を作り、空気圧によりペースト５を押し出す方法も数多く提案されている。さらに、特開平１１−３２０８２２ではスキージ内部に連通路を設けて空気圧でペーストを押し出す方式のものが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の印刷機では、前記２工程を満足できる印刷機は未だに見当たらない。この理由は、ペースト充填工程では充填力が不十分であり、版離れ工程では図９のスキージ５の右半分に示すように被印刷体４へ転写されるべきペースト５がスクリーン３側へ引き戻されてしまう問題を解決できていないためである。これまでのスクリーン印刷法で高品質印刷を行うことは不可能であった。
【０００９】
ローリング方式の充填力が不十分な理由を図１０により説明する。ローリング方式では多くの問題点がある。第一の問題として確実なローリングを行うためには▲１▼５００〜１０００ｇの大量の印刷ペースト５を供給することが必要となる。大量の印刷ペースト５がないとペースト５が、スキージ２、スクリーン３へ付着するためローリングしなくなるためである。▲２▼大量の印刷ペースト５を空気中に暴露するため、ペースト５を構成する溶剤などが蒸発し粘度が変化する。粘度が変化すると印刷特性は劣化し、断線などの印刷品質の低下を招く。▲３▼また、ペースト５の暴露によってペースト５の酸化による電気的な特性劣化も発生する。▲４▼そして、印刷終了後にもペーストが残留し大量の無駄なペーストが発生する。
【００１０】
第二の問題は充填力の弱さの問題である。ペースト５は粘着力５を持っているため、スキージ２、スクリーン３の表面へもペースト５が粘着し、力が分散され、スクリーンパターン孔３ａへの力が弱められてしまう。粘着力の影響を小さくするためにはペースト５を大量に投入し、ペースト５をローリング（回転）させることが必要となるが、大量に使用しても充填力には限界がある。
【００１１】
第三の問題として、印刷速度が１００ｍｍ／秒を超えて大きくなった場合、ペースト５をローリング（回転）させることが出来なくなり印刷が不可能となる。ペースト５を押す力が、スクリーン３側への力よりスキージ２の移動方向側への力が大きくなるためである。実験では、スキージ角度６０度、スキージ硬度６０度、ペースト材料はクリーム半田、スクリーンは０．２ｍｍのパターン幅、厚さ０．０５のステンシルで行ったが、１００ｍｍ／秒以上の印刷速度では印刷かすれが発生した。
【００１２】
第四の問題として、ローリング方式では、大量のペースト５をスクリーン３上に載せて印刷を行うため、ペースト５の重量によりスクリーン３を変形させてしまい、スクリーン３を被印刷体４から引き剥がす版離れ動作がうまく行われなくなるため、印刷品質が低下する問題がある。
【００１３】
５００×５００ｍｍ程度の基板の印刷においては、スクリーン３上に５００ｇ〜１ｋｇのペースト５が供給されている。このことにより、スクリーン３の中央部の変形が大きくなり版離れがうまく行われなくなる。スクリーン３の中央部で、スクリーン３側へペーストが引き戻され、被印刷体４側で、厚さ不足、かすれなどが発生する。高密度パターンや高アスペクト比印刷には対応できない。
【００１４】
したがって、ローリング方式は、最近、強く要求されている高密度パターンや、厚さが厚いスクリーンでの高アスペクト比印刷や、印刷速度が速い場合などでは、正確な充填を行うことができず、パターンの断線、かすれ、線幅の細りなどの問題が発生する。そして、ペーストの劣化を防止することが出来ず、操作性についての課題であるペースト供給のしやすさと印刷後の清掃のしやすさについてはまったく解決できない。
【００１５】
特開平５−３３７４２５のローラスキージ方式では、操作性についての課題であるペースト供給のしやすさについては解決でき、ペーストの劣化防止についても解決できているが、ローラ周囲に大量のペーストを供給して印刷を行うため、ローリング方式の第一、第三、第四の課題である大量ペーストの使用、版離れ不良、印刷速度の低下の課題は解決できていない。特に、ペースト供給部の構造が複雑であるため、印刷後の清掃のしやすさについてはまったく解決できていない。また、版離れについてはローラだけでは版離れの対策は行うことは出来ずこの問題もまったく解決できていない。
【００１６】
ペーストを加圧充填する方式の特表平１０−５１２５０７では、印刷時にブレードで上からマスクを押さえつけることにより、基板とマスクとの密着性を向上せしめると共に基板のそりを矯正するが、図１１に示すようにスクリーン３と被印刷体４が密着している場合、ピストン２０でペースト５を加圧し充填すると空気が抜けず、スクリーン下部に残留気泡２１が発生してしまい充填率が低下し、かすれが発生する。また、ペースト供給口先端に設けられたワイパーブレードが変形するとスクリーン３と被印刷体４との密着性が下がり、図１２に示すようにスクリーン３と被印刷体４の間隙部に裏回り２２が発生し、短絡、線幅太りなどが発生し良好な印刷を行うことができない。
【００１７】
押付け力を増加させるとワイパーブレードの変形は増加し、寿命が低下するという問題が発生する。特開２０００−１４１５９９および特公平６-２８９５７では、基板とマスクとの密着性を向上せしめるために、別部材で、基板とマスクを押さえつける構造としているが、部品点数が増加し、複雑で、高価格化する問題がある。
【００１８】
ペースト加圧供給方式にはいくつかの重大な問題がある。第一の問題として、ペーストの均一な供給量の制御が行われないという問題である。原因は、ペーストが容器壁面を通過するときの摩擦抵抗によるものである。これは、ペースト供給開始時点の大量にペーストがある時よりもペーストが減少してきた時の方が壁面抵抗の影響が強くなるため供給量の最適制御が出来なくなるということである。ペーストの均一な供給量の制御が行われないと充填量の不足を制御しようとしてもすぐに充填過多が発生してしまい、最適な状態に制御することが大変難しくなり、印刷品質を確保できなくなる。
【００１９】
ペースト加圧供給方式特許の第二の問題として、ペーストを加圧する方式のため、圧搾機と同じ原理により、ペースト中の金属紛と溶剤とが分離して、ペーストの基本的な特性が変化してしまい、印刷品質の低下を招くという問題がある。ペーストは、原料とバインダー、ビヒクル、モディファイヤから構成されるが、圧搾により、原料とバインダー、ビヒクル、モディファイヤが分離するため、ペーストの特性は保持できなくなる。ペーストは混錬された状態になければならない。
【００２０】
ペースト加圧供給方式特許の第三の問題として、ペースト投入部の容器が、複雑な形状をしているため容器内部にペーストが残留しやすく、さらに、残留したペーストの清掃に多大な手間がかかることと清掃後のペーストはすべて廃棄しなければならないため多大な無駄が発生する。ペースト容器内に１０〜２０％もの大量のペーストが残留し、大量に使う会社では年間数千万円もの損失が発生する。また、容器内に残留したペーストは、印刷作業終了後にすべて廃棄しないと溶剤の乾燥が進み硬化してしまい装置を使用不能にしてしまう。特に、ピストンによる摺動機構があるものや、ローラによる回転機構があるものは、可動部分にわずかでもペーストが残留すると使用不能となる。
【００２１】
したがって、ペースト加圧供給方式においては、操作性についての課題であるペースト供給のしやすさとペースト劣化についての課題は解決できるが、印刷後の清掃のしやすさと、印刷特性のペースト充填と版離れについてはまったく解決できていない。
【００２２】
次に、版離れの問題について説明する。従来の印刷機の版離れ工程では、図９のスキージ５の右半分に示すように、スクリーン３のテンションによる弾性力により、自然に被印刷体４から離れるのを待つ方式であるため、スクリーンパターン孔３ａの濡れ性と印刷ペースト５の粘着力により、スクリーン孔３ａの側壁へペーストが付着し、ペースト尾引きが発生、残留ペースト１６が発生する。すなわち、被印刷体４へ転写されるべきペースト５がスクリーン３側へ引き戻されてしまうため、ペースト５を被印刷体４へ正確に転写することはできない。
【００２３】
特開昭６３−２５６４４０のスクリーン３を跳ね上げて引き剥がすものや、特許２８７６１９８の基台を下降させ被印刷体４をスクリーン３から引き剥がす方式の版離れ角度を大きくするものでは、印刷品質上は、残留ペースト１６を従来よりも軽減出来るため効果はある。しかし、スクリーン３へ与えるダメージが大きく寿命が短いという大きな問題がある。そして、構造が複雑で、大型化、高価格化、故障しやすいなどの問題がある。高価なスクリーンは出来るだけ永く使用でき、多くの被印刷体に印刷できることおよび装置は、小型、低価格、メンテナンス性に優れることなどが必要である。
【００２４】
実開平２−３６４３１に提案されているスクリーン３上全体を密閉状態とした加圧室を作り予めスクリーン３上にコーティングしたペースト５を加圧によりペースト５を押し出す方式の印刷機では、ペースト５を効果的に押し出すことができるため、残留ペースト１６を少なくすることが出来、高い印刷品質を得ることができる。版離れ角度を大きくするものよりも効果はある。しかし、充填には効果がなく、予め他の方法でスクリーン３上にペースト５をコーティングしておかなければならない問題がある。また、加圧室を高強度に作らないとならないため、装置が大掛かりとなり、高価格化する問題もある。
【００２５】
特開平１１−３２０８２２のスキージ内部に連通路を設けて空気圧でペーストを押し出す方式は、実用化例はまだ見当たらない、本方法の課題は、スキージに高価な加工をしなければならないことである。スキージはスクリーン上を摩擦して移動するため磨耗しやすい消耗品であり、数１０〜数百回の印刷ごとに先端を研磨し、交換しなければならない。スキージは低価格に交換できるものでなければならない。また、スキージに加工を行っているため機械強度的に弱くなる課題もある。スキージは、スクリーンを一定の圧力で押し続けないとならないため機械的強度が必要である。本方法は実用的と言える方法ではない。
【００２６】
本発明は、上述の問題点に鑑み案出されたもので、目的とするところは、簡易な構造で、大量のペーストを使用することなく最少限度のペーストによりスクリーンへのペースト充填を行い、連続して、確実に、スクリーン版離れを行い、高品質印刷を達成し、簡易な方法でペースト供給を行うことを可能とするとともに、スクリーン上に暴露するペーストを必要最少限度とすることにより、劣化防止、廃棄ペーストを最少に抑えることにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、本発明のスクリーン印刷装置は、スクリーンのパターン孔へスキージを摺動させて印刷ペーストを充填し、この充填した印刷ペーストを被印刷体へ転写する方式のスクリーン印刷機において、ベルト・プーリー機構の少なくとも一端をスクリーンに非接触な状態とし、このベルト・プーリー機構のもう一方の端部を、スキージに近接して配置して、スクリーンと前記スキージとを接触させて配置し、印刷ペーストを送り込むことが可能な空間を、前記ベルト・プーリー機構と前記スキージと前記スクリーンの３者とで形成したことを特徴とするものであり、前記印刷ペーストを送り込むことが可能な空間の印刷方向後方位置に、スクリーン側を開放にした圧力調整室をスクリーンに近接して配置したことを特徴とするものであり、また、前記ベルト・プーリー機構の一部分にペーストを投入し、印刷方向とは逆方向へ回転させて、ベルト・プーリー機構とスキージとスクリーンの３者で形成する空間内へペーストを送り込み、前記空間内で前記ベルト・プーリー機構の回転方向および回転速度を制御してペーストを押す力を調整するとともに、スキージの印刷方向への移動によりペーストを押す力と合成してスクリーンパターン孔へ印刷ペーストの充填を行った後、被印刷体からスクリーンが離れるタイミングで、圧力調整機構を制御して、スクリーンに充填された印刷ペーストを被印刷体へ押し出すことを特徴とするものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の印刷機の構造を説明する断面図、図２は図１の印刷方法を説明する拡大詳細図、図３は図１の他の構成を示す図、図４、図５は本発明の加圧機構を説明する図、図６、図７はベルト・プーリー機構を応用した他の実施例を示す図、図８はベルト・プーリー機構の代わりにローラを用いた他の実施例を示す図であって、１はベルトプ-リー機構、１ａはベルト、１ｂ、１ｃはプーリー、１ｄはペースト投入部、２はスキージ、２ａ、２ｂは印圧調整部、２ｃは小型スキージ、３はスクリーン、３ａはスクリーンのパターン孔、４は被印刷体、５は印刷ペースト、６は空間、７はベルト回転によりペーストを押し込む力、８はスキージの移動によるペーストを押し込む力、９はベルト回転力とスキージ移動力による下方へペーストを押し込む力、１０はスクリーン間隙、１０ａはスクリーン間隙充填側、１０ｂはスクリーン間隙版離れ側、１１は圧力調整室、１１ａは密閉空間、１２は圧力調整袋、１３は圧力調整用流体投入口、１４は中央プーリー、１５はローラである。
【００２９】
本形態のスクリーン印刷装置は、大略的に、図１に示すように被印刷体４の印刷幅に対応する幅（例えば２５０ｍｍ）を持つスキージ２はスクリーン３に接触させており、スクリーン３は、被印刷体４に対しては所定の間隔（０．０１〜０．５ｍｍ）を開けて配置する。そして、ベルト・プーリー機構１の一方端のプーリー１ｂ側をこのスキージ２に近接または接触させて配置する。このことにより、ベルト１ａにより搬送されるペーストを閉じ込めることが可能な空間６を形成する。そして、ベルト・プーリー機構１の他端のプーリー１ｃ側をスクリーン３に対して開放して配置して、空間６内に印刷ペースト５を送り込むことが可能な状態に構成される。本発明で用いるベルト１ａの材料はプラスチック、ステンレスなどの材料を用いることができる。
【００３０】
本発明の充填方法の特徴は従来のロ-リングをほとんど行わずに回転による押し込み力７、スキージ移動による力８との合成力の順にペースト５への押し込み力を強くしていくことによりスクリーン孔３ａへ完璧な充填を行うことである。図２を用いて本発明の印刷原理を拡大して詳細に説明する。前記ベルト・プーリー機構１の一部分にペースト投入部１ｄを設け、印刷方向とは逆方向へベルト・プーリー機構１を回転させて、ペースト５をスキージ２方向へ搬送する。そして、ベルト・プーリー機構１とスキージ２とスクリーン３の３者で形成する空間６内へペースト５を送り込み、この空間６内でベルト・プーリー機構１の回転によりペースト５を押し込む力７とスキージの印刷方向への移動によりペーストを押す力８と合成してスクリーンパターン孔３ａへ押し込む力９を得る。このとき、スクリーン３と被印刷体４の間は、残留気泡２１の発生をなくすために０．０１〜０．５ｍｍ程度の間隙１０ａを設けると良い。
【００３１】
本発明の優れるところは、ペースト５が空間６内にいったん閉じ込められるため、スキージ２の長手方向（例えば印刷幅２５０ｍｍ）へも確実に行き渡り、さらに、空間６の体積でペースト５の量を限定できるため、最適な量のペーストを均一に塗布することができる。そして、限定されたペースト量であっても、ベルト・プーリー機構１の回転によりペースト５を押し込む力７とスキージの印刷方向への移動によりペーストを押す力８と合成してスクリーンパターン孔３ａへ押し込む力９を得るため、高精度な充填を行うことができる。実験では従来の１／３〜１／１０のペースト量で印刷を行うことが出来た。
【００３２】
また、ベルト、プーリーよりなる回転体１を回転させることにより、ペースト投入部１ｄ内の攪拌をおこなうことができるため、印刷待機状態などにおけるペースト粘度変化を簡単に防止することができる。従来は、印刷待機状態などでペーストを放置すると、金属紛と溶剤とが分離して、ペーストの基本的な特性が変化してしまい、印刷品質の低下を招くという問題があった。高い印刷品質を得るためには、ペーストは常に混練された状態になければならない。
【００３３】
図１に示す構成では両方向印刷が可能である。ベルト・プーリー機構１の両端に、上昇、下降可能なスキージ２を備える。右方向印刷時には、一方の右スキージを印圧調整部２ａを用いて下降させ、他方の左スキージを印圧調整部２ｂを用いて上昇させる。左方向印刷時には、一方の左スキージを印圧調整部左２ｂで下降させ、右スキージを上昇させる。以上の方法で、両方向印刷を可能とする。印圧調整部２ａ、２ｂは、低摩擦シリンダと精密制御弁で構成すると簡易に、低価格に構成できる。
【００３４】
図３に図１の変形例を示す。図１では、ベルト・プーリー機構１は、スクリーン３に対して平行に配置していたが、図３では、印刷方向に向かって大きく開放させて傾斜させている。ベルト・プーリー機構１をスクリーン３に対して傾斜させたことにより、ペースト５がスクリーン孔３ａへ入りやすくなり充填率が高まる。また、装置の小型化、調整の容易化を行うことが出来る。
【００３５】
本発明の充填方法の特徴は、スキージ印圧、間隙、前記空間内で前記ベルト・プーリー機構１の回転方向および回転速度を制御するなど多くの方法で、ペーストを押す力を調整することができ、充填力を調整できる。各材料のペーストや、各粘度のペーストにも、また、各印刷速度に対しても充填不足、充填過多、裏回りを防止した印刷が可能となる。
【００３６】
第一の充填力調整法は、プ-リー１ｂとスクリーン３との間隙によって充填力の制御を行うものである。プ-リー１ｂとスクリーン３との間隙は、ペースト粘度や、スクリーンパターン孔３ａの深さによって変化させることにより最適な印刷結果を得ることができる。ペースト粘度が高い場合やスクリーンパターン孔３ａが深い場合は間隙を小さくし、ペースト粘度が低い場合や、スクリーンパターン孔３ａが浅い場合は間隙を大きくすると良い。
【００３７】
第ニの充填力調整法は、ベルト・プーリー機構１の回転速度を変化させることによってペーストの充填力を制御するものである。ベルト１ａの回転速度を速くすることによりペースト５を押し込む力７を強くすることができ、回転速度を遅くすることによりペースト５を押し込む力７を弱くすることができる。ベルト１ａの回転方向を印刷方向に対して正転させた場合は、さらに、押し込み力を小さくできる。これらの押し込み力と、スキージ２の移動によりペースト５を押し戻す力８との合成力により、間隙保持プーリー１ｂの下部分でくさび力として９を得てスクリーン３方向への押し込み力を最適化する。
【００３８】
第三の充填力調整法は、スキージ２の移動速度の制御により充填力を制御するものである。従来方式では印刷速度が速くなると平行分力が増え、スクリーン３方向への垂直分力が減少するため充填力が弱くなり印刷品質が低下するが、本発明では、プーリー１ｂ側のベルト１ａへペースト５を衝突させて押し込み力を発生させるため移動速度が高くなると充填力を強くすることが出来る。すなわち、本発明では、印刷方向への移動速度に比例して充填力を強めることができるため、印刷品質の低下を引き起こさない。
【００３９】
第四の充填力調整法は、スキージ２の印圧調整により充填力を制御するものである。スキージ２は、印圧調整機２ａで印圧を最適化してスクリーン３に接触させる。スキージ２は、スクリーン３上のペースト５を、低い押圧力で掻きながら移動する。ただし、高密度で複雑な配線パターンなどで、強制的に流し込みを行いたいときなどにはスキージ２を硬度６０度〜９０度程度のウレタンゴムなどとして印圧を強くすると良い。
【００４０】
本発明では、ペースト５の投入は、投入部１ｄ以外にも、ベルト１ａのどこの部分にでも付着させることにより可能であり、投入後、ベルト１ａを回転させることにより所定の位置へ供給することができる。大容量、小容量に分けて投入することができる。
【００４１】
大容量のペースト５を投入する場合は、ペースト投入部１ｄへ投入するのが良い。大容量投入の場合はポンプで供給することが可能であり、スクリューポンプ、ダイヤフラムポンプなどのペーストの攪拌を伴うものが良い。スクリューポンプ、ダイヤフラムポンプは、市販のものを使用することが出来、本発明の装置に直接搭載するかまたは、分離配置してペースト投入部１ｄへ投入する。
【００４２】
小容量のペースト５を投入する場合は空間６へ直接投入を行うことができる。ペースト５の投入を使用量別に分けることにより、ペースト５の無駄を無くすとともに、ペースト５の特性劣化を抑えることができる。常に均一な量のペースト５を供給することにより、高品質な印刷を行うことができる。
【００４３】
図４に本発明の第二の実施例を示す。図４は、図１の実施例の空間６の後方位置に、圧力調整室１１を設けたことを特徴とする。図４の圧力調整室１１は、スキージ２とスクリーン３とでほぼ密閉空間１１ａを形成しており、圧力調整袋１２内へ加圧流体１３を供給することにより圧力を調整し、その圧力によりスクリーンパターン孔３ａ内に充填されたペースト５ａを被印刷体４上へ押し出し転写するものである。圧力調整室１１は、スキージ２の直後で、スキージ２をスクリーン３に接触させることで形成したスクリーン間隙１０ｂの上部に配置しているためペースト５を押し出しやすく、スクリーン３と被印刷体４との間隔も近いため、圧力調整袋１２の加圧力精密制御能力と相まって転写量を精密に制御できる。
【００４４】
図５に図４の他の実施例を示す。図５は、図３の実施例の空間６の後方位置に、圧力調整室１１を設けたことを特徴とする。図４の場合と同様に転写量を精密に制御できる。性能的には、ベルト・プーリー機構１をスクリーン３に対して傾斜させたことにより、図３と同様に、ペースト５がスクリーン孔３ａへ入りやすくなり充填率が高まる。また、装置の小型化、調整の容易化を行うことが出来る。
【００４５】
図６に第三の実施例を示す。図６は、図１に示す第一の実施例からスキージ２を取り外し、中央プーリ１４と圧力調整室１１を設けたものである。本実施例では、中央プーリー１４下で、ベルト１ａをスクリーン３に接触することにより、スクリーン間隙１０ｂを形成し、圧力調整室１１とスクリーン３で密閉空間１１ａを形成して、スクリーンパターン孔３ａ内に充填されたペースト５ａを被印刷体４上へ押し出し精密転写を行う。
【００４６】
図７に図６の他の実施例を示す。図７は、図３の実施例からスキージ２を取り外し、圧力調整室１１を設けたものである。本実施例では、ベルト１ａをスクリーン３に接触することにより、スクリーン間隙１０ｂを形成し、圧力調整室１１とスクリーン３で密閉空間１１ａを形成して、スクリーンパターン孔３ａ内に充填されたペースト５ａを被印刷体４上へ押し出し精密転写を行う。
【００４７】
図８に第四の実施例を示す。図８は、第一の実施例のベルト・プーリー機構１をローラ１５に置き換え、ローラ１５の一部にペースト投入部１ｄを設け、スキージ２を小型化したスキージ２ｃを設け、ローラ１５、スキージ２ｃ、スクリーン３の３者で空間６を形成し、この空間６の印刷方向後方位置に圧力調整室１１を設けたものである。従来のローラの問題であったローラ周囲に大量のペーストを供給することなく、ローラ周囲に薄く塗布して空間６内へペーストを搬送し印刷を行う。
【００４８】
図８の第四の実施例では、スキージを小型化してスキージ２ｃとして、ローラ１５の下部に配置している。その理由は、ローラ１５を用いると、第一の実施例のベルト・プーリー機構１に比べて、空間６の体積が大きくなりペースト５を大量使用する問題が発生するためである。
【００４９】
図８の第四の実施例の動作は、第一の実施例とほぼ同じで、ローラ１５の一部分にペースト投入部１ｄを設け、印刷方向とは逆方向へローラ１５を回転させて、ペースト５をスキージ２ｃ方向へ搬送する。そして、ローラ１５とスキージ２ｃとスクリーン３の３者で形成する空間内へペースト５を送り込み、この空間６内でローラ１５の回転によりペースト５を押し込む力７とスキージの印刷方向への移動によりペースト５を押す力８と合成してスクリーンパターン孔３ａへ押し込む力９を得る。このとき、スクリーン３と被印刷体４の間は、残留気泡２１の発生をなくすために０．０１〜０．５ｍｍ程度の間隙１０ａを設ける。
【００５０】
本発明では、ペースト５の使用量は大幅に削減されるが、スクリーン３上のペースト５の回収を行うことができる。印刷完了後、ペースト投入部１ｄからのペースト搬送を停止し、スキージ２をスクリーン３へ接触させたままの状態で印刷方向へ移動させ、ベルト・プーリー機構１を印刷方向と逆方向または同方向へ回転させ、ペースト５を掻き取り、ペースト投入部１ｄへ戻すことにより回収を行う。このとき、図４で示した圧力調整機構１１をスクリーン３に接触させて負圧にしておくとパターン孔３ａのペ−ストも回収しやすくなる。
【００５１】
スキージ２、２ｃは例えば０．５〜５．０ｋｇｆ／ｃｍ２の押圧力でスクリーン３を押圧するように印圧調整部２ａ、２ｂで精密に制御されている。この状態でスクリーン３の上面に摺動するように０．１〜３００ｍｍ／ｓｅｃの速度でスクリーン版３上を移動する。尚、前記スキージは、例えばウレタンゴムやシリコンゴム等を板状、剣状に加工することにより製作される。もしくは、０．１〜１ｍｍ程度の厚さのステンレス（ＳＵＳ）や、ばね鋼などの金属板によっても構成できる。
【００５２】
また、このスクリーン印刷装置に使用される印刷ペースト５としては、粘度を５〜１０００Ｐａ・ｓに調整したものが好ましく、この範囲となしておくことにより被印刷体４上に形成される印刷ペースト５の塗布パターンを鮮明になすことができる。
【００５３】
本発明の印刷機では、ベルト・プーリー機構１、ペースト投入部１ｄ、スキージ２、２ｃは、スライド式に構成することにより、図面手前、奥側または上方向へ、取り外し可能に構成することができ、部品個別の清掃を容易に行うことができる。
【００５４】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルト、プーリーよりなる回転体にペ−ストを付着させて搬送し、スキージ、スクリーン、回転体が作る体積が限定された空間にペーストを閉じ込めてスクリーンへ充填させるため、ペーストはスクリーン上の広い範囲にわたって最適な量が均一に塗布される。そして、回転速度、回転方向、スキージ速度、間隙の大きさなど多くの制御方法で充填力を制御できるため、従来のローリングのような弱いものではなく、従来のペースト加圧式のような強すぎるものでもなく、最適な加圧力を発生させることができる。さらに、前記空間の後方に圧力調整室を設け、加圧力でスクリーン内のペーストを押し出すため版離れが確実に行われ、スキージがスクリーンから離間する際に印刷ペーストがスクリーン上に残ることは殆どない。という特長によって高い印刷品質を得ることができる。そして、印刷ペーストを大気に接触させることなく被印刷体に印刷することができ、印刷ペーストの劣化による印刷品質低下を回避することができる。ペースト使用量を少なくできるため、印刷後の廃棄ペーストの削減、ペースト劣化の防止ができ、構造が簡単であるため清掃も容易である。そして、ベルト、プーリーよりなる回転体を回転させることにより、ペーストの攪拌をおこなうことができ、印刷待機状態などにおけるペースト粘度変化を簡単に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るスクリーン印刷装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１の拡大詳細図図である。
【図３】本発明の他の実施例に係るスクリーン印刷装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る図１に加圧機構を搭載した構成を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る図２に加圧機構を搭載した構成を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る図４のスキージ部を削除した場合の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る図５のスキージ部を削除した場合の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施例に係るベルト・プーリー機構の代わりにローラーを用いた構成を示す断面図である
【図９】従来例の充填と版離れを説明する図である。
【図１０】従来例のローリング方式印刷機を説明する図である。
【図１１】従来例のペースト加圧方式の残留気泡の問題を説明する図である。
【図１２】従来例のペースト加圧方式の裏回りの問題を説明する図である。
【符号の説明】
１・・・・ベルトプ-リー機構
１ａ・・・ベルト
１ｂ・・・プーリー
１ｃ・・・プーリー
１ｄ・・・ペースト投入部
２・・・・スキージ
２ａ・・・印圧調整部
２ｂ・・・印圧調整部
２ｃ・・・小型スキージ
３・・・・スクリーン
３ａ・・・・スクリーンパターン孔
４・・・・被印刷体
５・・・・印刷ペースト
５ａ・・・・スクリーンパターン孔へ充填されたペースト
６・・・・空間
７・・・・ベルト回転によりペーストを押し込む力
８・・・・スキージの移動によるペーストを押し込む力
９・・・・ベルト回転力とスキージ移動力による下方へペーストを押し込む力
１０・・・・スクリーン間隙
１０ａ・・・スクリーン間隙充填側
１０ｂ・・・スクリーン間隙版離れ側
１１・・・・圧力調整室
１１ａ・・・密閉空間
１２・・・・圧力調整袋
１３・・・・圧力調整用流体投入口
１４・・・・中央プーリー
１５・・・・ローラ
１６・・・・残留ペースト
１７・・・・転写不完全状態
１８・・・・ローリング印刷状態
１９・・・・ローリング印刷結果
２０・・・・ピストン
２１・・・・残留気泡
２２・・・・裏回りペースト

Claims

スクリーンとのなす角度を鋭角としたスキージ先端部を摺動させてペーストを押す力（８）を発生させてスクリーンのパターン孔へ印刷ペーストを充填し、この充填した印刷ペーストを被印刷体へ転写する方式のスクリーン印刷機において、
ペースト投入部を有するプーリーに巻き回したベルトをスクリーン上に配置し、
前記ベルトは、走行することによって、前記ペースト投入部からペーストを取り出して、前記スクリーン上にペーストを搬送することが可能であるとともに、搬送されたペーストを押す力（７）を発生させることが可能であり、
前記プーリーに巻き回したベルトのプーリー側の円弧部を、前記スキージの印刷方向前方に、接触または近接配置して、前記ベルトのプーリーの円弧部と前記スキージと前記スクリーンとの間にペースト閉じ込め空間（６）を形成し、
前記ベルトが走行することによって発生するペーストを押す力（７）と、スキージの移動により発生するペーストを押す力（８）とを前記ペースト閉じ込め空間（６）で合成してスクリーンパターン孔へ押し込む力（９）を発生させ、
スクリーンパターン孔へ、ペーストを充填することを特徴とするスクリーン印刷機。
前記スキージの印刷方向後方位置に、
圧力調整袋（１２）を備えた圧力調整室（１１）を近接配置して、前記圧力調整室と前記スキージと前記スクリーンとの間に密閉空間（１１ａ）を形成し前記圧力調整袋（１２）へ加圧流体を供給して前記密閉空間（１１ａ）の圧力を増大させてスクリーンパターン孔内に充填されたペーストへ押し出す力を与えて被印刷体へ転移させることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷機。
請求項２記載のスクリーン印刷機を用いた印刷方法であってプーリーに巻き回したベルトを走行させ、投入されたペーストを取り出し、ペースト閉じこめ空間（６）へペーストを搬送して、
前記ベルトの走行方向および走行速度を変化させることによりペーストを押す力（７）を調整するとともに、
スキージの印刷方向への移動速度および印圧を制御してペーストを押す力（８）を調整して、
空間（６）内で、前記ベルトの走行方向および走行速度を変化させることにより調整したペーストを押す力（７）と前記スキージの印刷方向への移動速度および印圧を制御して調整したペーストを押す力（８）とを合成して押し込む力（９）を得てスクリーンパターン孔（３ａ）へ印刷ペーストの充填を行い、
圧力調整袋（１２）へ加圧流体を供給して体積を増大させ密閉空間（１１ａ）の圧力を増大させてスクリーンパターン孔（３ａ）内に充填されたペースト（５ａ）へ押し出す力を与えて被印刷体（４）へ前記ペーストを転移させることを特徴とするスクリーン印刷機の印刷方法。