JP4385897B2

JP4385897B2 - スクリーン印刷装置

Info

Publication number: JP4385897B2
Application number: JP2004258761A
Authority: JP
Inventors: 逸雄朝日
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP2006069172A

Description

本発明は、スクリーン版の印刷開口を通して被印刷物に印刷パターンを形成するスクリーン印刷装置に関する。

一般的なスクリーン印刷法にはスクリーン版と被印刷物とが密着されるオンコンタクト法と、スクリーン版と被印刷物間に隙間を充てるオフコンタクト法がある。

オンコンタクト法は、スクリーン版と被印刷物が密着していることによりスキージの印圧が軽減できることと、押し込みストロークを少なくできるためにスクリーン版のテンション偏りによる印刷ずれが少なく、高精度印刷に対して向いている。しかし、オンコンタクト法には、高粘度、高粘着インクやペーストでは、スクリーン版に対する開口アスペクト比が１に近くなると、インクやペーストのスクリーン版抜け性が極端に悪化し、印刷形状の崩れが発生することにより、これを回避するために印刷機のバックアップが垂直に下降する際の下降速度や下降距離等を制御しているが複雑な機構と制御プログラムが必要となり、設備が高額となるとともに被印刷物の平面度も求められるという問題がある。加えて、ユーザ側でもインクやペーストの特性に合わせた条件出しのために多数のパラメータを組み合わせることになるため、時間と工数が掛かってしまう。

オフコンタクト印刷法は、スクリーン版と被印刷物との間に隙間が在ることによりスキージの移動とともに一定速度と距離で被印刷物からスクリーン版がひきはがされるように連続的なスクリーン版離れが起こるためにオンコンタクト法のようなスクリーン版抜け性の悪化が少なく、印刷されたインクやペーストの形状再現性は非常に良く高さばらつきが少ない。加えて、バックアップの垂直下降時のスクリーン版離れ制御が必要なくシンプルな構造にできるが、スクリーン版と被印刷物との隙間を意図的に発生させていることにより、印圧を高めにする必要がありスキージの押し込みに対してスクリーン版のテンションが偏り印刷位置ずれが生じる問題がある。上記問題点を解決しようと特許文献１ではコンタクト印刷後のスクリーン版離れが垂直方向ではなくスクリーン版の片側を持ち上げることにより、引き離し効果でスクリーン版離れをスムーズにするとしているが、被印刷物とスクリーン版離れ角度は一定ではないため、印刷形状が片側に引っ張られる形になり微細パターンでは逆にスクリーン版抜け性を悪化させる。

また、特許文献２ではコンタクト印刷においてスキージの動作に追従してスクリーンの片側を持ち上げることにより、引き離し効果でスクリーン版離れをスムーズにしているが、被印刷物とスクリーン版の版離れ角度は一定ではないため、印刷形状は片側に引っ張られる形になり微細パターンでは逆にスクリーン版抜け性を悪化させる。

上記問題点を解決するために特許文献３ではスクリーン版裏面にワイヤを配置しこのワイヤでスクリーン版を押し上げて版離れ、角度を一定に保つことで解決しようとしているが、印刷方法がオフコンタクト印刷においての版離れ角度を一定に保つ方法であり、この方法では前記したようにスキージの押し込みに対してスクリーン版のテンションが偏り印刷位置ずれが生じる問題の解決にはなっていない。また、ワイヤはスクリーン版との摩擦により撓んでしまい正確に追従できないことに加え、スクリーン版も撓んでしまい問題解決になっていない。

特開２００４−１５５１８５号公報特開平１１−１９２６８３号公報特開平１−２０２３６４号公報

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、スクリーン版の持ち上げストロークを高くすることなく一定の版離れ角度でスクリーン版離れを行うスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明にかかるスクリーン印刷装置は、スキージを一定圧力でスクリーン版に押し当ててスクリーン版上の一端から他端に向けて摺動させて該スクリーン版に設けた開口部を通じて該スクリーン版の下側に配置された被印刷物に対してスクリーン版上に供給された塗布剤を塗布するスクリーン印刷装置において、スクリーン版のスキージ進行方向に垂直な両辺部を支持し辺毎に独立して高さ変更可能なスクリーン版支持部と、被印刷物の印刷面をスクリーン版に密着させる被印刷物密着手段と、被印刷物の印刷面に平行に印刷面を干渉しない高さでスクリーン版裏面を押し上げスキージに追従して移動する剛体ロッドとを備え、スキージによって塗布が終了したスクリーン版辺部側を支持するスクリーン版支持部の高さを変更してスクリーン版辺部を被印刷物から引き離し、引き離されたスクリーン版辺部と被印刷物との間に剛体支持ロッドを挿入するとともにスキージに対する追従間隔を一定に制御して該剛体ロッドを被印刷物の印刷面と平行であって被印刷物を干渉しない高さでスクリーン版を裏面より押し上げ平行移動させて、塗布が終了した領域から順に上記スクリーン版を被印刷物から引き離す。

また、本発明にかかるスクリーン印刷装置において、スキージは、塗布剤を塗布する塗布面を互いに対向して一対設けられていてもよく、この場合には、往路方向の塗布走査として、一方のスキージによってスクリーン版の全領域が順方向に塗布されると、スキージが剛体ロッドの移動平面よりも高い位置に移動し、続いて剛体ロッドが順方向にそのまま進行してスキージを追い越し、他方のスキージが逆方向に塗布を開始すると、他方のスキージによって塗布が終了したスクリーン版辺部側を支持するスクリーン版支持部の高さを変更してスクリーン版辺部を被印刷物から引き離し、引き離されたスクリーン版辺部と被印刷物との間に剛体ロッドを挿入し、順方向の操作と同様に、スキージに対する追従間隔を一定に制御して剛体ロッドを被印刷物の印刷面と平行であって被印刷物を干渉しない高さでスクリーン版を裏面より押し上げ平行移動させて、塗布が終了した領域から順にスクリーン版を被印刷物から引き離す。

本発明にかかるスクリーン印刷装置によれば、スキージと一定間隔を保持して追従する剛体ロッドによってスクリーン版を裏面より押し上げることにより、オンコンタクト法でありながら、オフコンタクト法に類似したスクリーン版離れ操作が行え、高粘度又は高粘着性の塗布剤を使用した場合であっても引き離し時に厳密な制御を必要としない。

また、本発明にかかるスクリーン印刷装置によれば、スクリーン版がスキージによって押さえられる箇所と剛体ロッドとで張られることにより、従来のようにスクリーン端を引き上げてスクリーン版離れ角度を制御する場合に比べ、スクリーン版の持上ストロークを短くとりながらもスクリーン版離れ角度を一定に保持することができ、一定で安定した引き離し効果が得られる。

また、スクリーン版の押し上げを剛体ロッドとしたことで、スクリーン版を引き離すテンションがスクリーン版の幅方向に亘って一定になり、テンション偏りによる印刷位置ずれ、スクリーン版との間に生じる摩擦による追従速度の不安定化等を防止し、安定した引き離し効果を実現している。

以下、図面を参照して本発明を適用したスクリーン印刷装置について説明する。図１はスクリーン印刷装置１の側面図、図２はスクリーン印刷装置１の上面図である。被印刷物９を載置するバックアップ８と、バックアップ８と上側に設けられたスクリーン版２と、スクリーン版２の上に設けられスクリーン版２を押圧するスキージ３−１，３−２と、スクリーン版２の一端から他端に向かってスキージ３−１，３−２を移動させるスキージホルダ１４とを備える。

被印刷物９は、バックアップ８に載置される。バックアップ８の周囲は、支持体受けフレーム７に囲まれている。支持体受けフレーム７の内側面には、剛体ロッド４の両端を懸架する溝もしくは切欠きが設けられている。剛体ロッド４は、所定の剛性を持っており、スクリーン版からの反力を受けても撓まない。このため、スクリーン版２のテンションが偏らず印刷位置がずれない。剛体ロッド４は、溝もしくは切欠きをスライドして、スキージ３−１，３−２の移動方向と同方向に移動する。支持台受けフレーム７には、フレーム全体を上下させる支持台受けフレーム上下機構６が設けられている。支持台受けフレーム上下機構６に加え支持台受けフレーム７の内側面に設けられた剛体ロッド用溝もしくは切り欠きの原点位置から所定の距離まで溝もしくは切り欠きに傾斜をつけ剛体ロッドが溝もしくは切り欠きに沿って移動上昇することにより、剛体ロッド４の高さが調節できる。剛体ロッド４は、被印刷体９と干渉しない所定の高さを保った状態で被印刷体９上をスライドする。

バックアップ８の下側には、バックアップ支持脚１１が設けられている。バックアップ支持脚１１は、バックアップ８全体を上下に移動させる。バックアップ８を上昇させると、バックアップ８がスクリーン版２に近づき、バックアップ８を下降させると、バックアップ８がスクリーン版２から離間する。

スクリーン版２は、例えば、平板で厚みが２００ミクロン以下の可撓性材質で印刷開口を有する。スクリーン版２の両辺部４−１，４−２は、スクリーン版保持部５−１，５−２に固定されている。スクリーン版保持部５−１，５−２には、スクリーン版を上下させるスクリーン版保持部上下機構１０が設けられている。スクリーン版保持部上下機構１０は、スクリーン版２の一方の辺部２−１と、他方の辺部２−２とを独立に上下させる。印刷処理では、塗布体１３が塗布された側のスクリーン版保持部２−１，２−２を上昇させて、被印刷物９の被印刷部分からスクリーン版２を引き離す。

スクリーン版２の上方には、スキージホルダ１４が設けられている。スキージホルダ１４は、スキージ移動用ボールねじ１５に取り付けられており、ねじの軸方向に移動する。スキージホルダ１４は、スクリーン版２の位置Ａから位置Ｂまでを１ストロークとして位置Ａから位置Ｂまでの順方向と位置Ｂから位置Ａまでの逆方向との往復動作をする。スキージホルダ１４には、一組のスキージ３−１，３−２が設けられている。スキージ３−１，３−２は、塗布体１３を塗布する塗布面を互いに対向させている。スキージホルダ１４は、順方向に移動するときスキージ３−１を下降させ，逆方向に移動するときスキージ３−２を下降させてスクリーン版２を所定の圧力で押圧する。図面に示すスキージホルダ１４は、図面右側に移動するときに左側のスキージ３−１を下降させ、図面左側に移動するときには右側のスキージ３−２を下降させる。

次いで、図３〜図１２を参照して上述したスクリーン印刷装置１の動作を説明する。初めにバックアップ８は、原点位置で待機している。このとき、バックアップ８の表面は、スクリーン版２から離れている。バックアップ８は、被印刷物９をバックアップ８に載せた状態で上昇する。バックアップ８が上昇するにつれ被印刷物９の表面がスクリーン版２に近づき、被印刷物９の表面がスクリーン版２に密着する。図３は、被印刷物９の表面がスクリーン版２と密着した状態を示す。このとき、スキージホルダ１４は、スクリーン版２の一端に近い位置、すなわち、印刷開始位置Ａに存在する。スキージホルダ１４は、一方のスキージ３−１を下降させて、スクリーン版２を押圧する。下降させるスキージ３−１は、スキージホルダの移動方向によって決まる。以下の説明では、スキージホルダ１４が図面右側に移動するため、図面左側のスキージ３−１を下降させる。

スキージ３−１，３−２は、傾斜面を有しており、スキージ３−１、３−２の傾斜面とスクリーン版２との間にはインクもしくはペーストなどの塗布体１３が供給されている。スキージ３−１，３−２はスクリーン版２をスライドしながら塗布体１３をスクリーン版２上に引き伸ばす。塗布体１３はスクリーン版２の印刷開口１６を通して被印刷物９に塗布される。

スクリーン版保持部上下機構１０は、図５に示すように、スキージホルダ１４が所定の距離を移動したタイミングでスクリーン版保持部５−１を上昇させる。スクリーン版保持部５−１がある距離ｈを上昇したとき、支持台受けフレーム上下機構６が支持台受けフレーム７を上昇させる。この状態を図６に示す。支持台受けフレーム７は、剛体ロッド４とスクリーン版２の接触面と、被印刷物９表面との垂直距離が距離ｆとなる位置で停止する。また、このとき、剛体ロッド４とスキージ３−１との水平距離は、距離ｄとなるように制御している。剛体ロッド４は、スクリーン版２の被印刷物９からの版離れ角度がθとなる
スキージ３−１は、移動しながら塗布体１３をスクリーン版２に引き伸ばす。剛体ロッド４は、図７に示すように、スキージ３−１との距離ｄを一定に保ちながらスキージ３−１に追従する。このように、剛体ロッド４が距離ｄ及び距離ｆを保ちながら移動するため、スクリーン版２の被印刷物９からの版離れ角度θを一定に保ちながら連続的な版離れを行うことができる。版離れ角度θを固定することにより、印刷形状が安定する。

その後、スキージホルダ１４は、移動し続け、図８に示すように、印刷終了位置Ｂで停止し、下降していたスキージ３−１を上昇させる。剛体ロッド４は、図９に示すように、スキージホルダ１４の停止後も移動し続け、スキージホルダ１４を追い越して待機位置Ｃまで移動する。このとき、剛体ロッド４とスキージホルダ１４の位置が入れ替わり、剛体ロッド４がスキージホルダ１４の図面右側に位置するようになる。この入れ替わりにより、次の印刷処理でスキージホルダ１４が逆方向に移動するとき、剛体ロッド４がスキージホルダ１４を図面右側から追従できるようになる。次の印刷処理については後述する。最後に、バックアップ８は、原点位置まで下降し、被印刷物９をバックアップ８から搬出する。スキージ３−１が順方向に向かう印刷処理が終了する。

この印刷処理が終了すると、スクリーン印刷装置１は、次の印刷処理を開始する。この印刷処理では、スキージホルダ１４が逆方向に移動する。この印刷処理は、スキージホルダ１４の移動方向が逆になるだけで基本的な手順は変わらない。この印刷処理の手順を説明する。

この印刷処理でも先の印刷処理と同様に、まず、バックアップ８が上昇する。バックアップ８の上昇により、被印刷物９がスクリーン版２に密着する。被印刷物９がスクリーン版２に密着すると、スキージホルダ１４は、スキージ３−２を下降させる。このとき、下降するスキージ３−２は、図１０に示すように、先の印刷処理と逆のスキージ３−２、すなわち図面右側のスキージ３−２である。スキージホルダ１４は、スキージ３−２を下降させた後、左側に移動する。

スキージホルダ１４が所定の位置まで移動すると、スクリーン版保持部５−２と支持台受けフレーム７とが上昇する。ここで上昇させるスクリーン版保持部５−２も先の印刷処理とは逆のスクリーン版保持部５−２、すなわち、図面右側のスクリーン保持部５−２である。支持台受けフレーム７は、被印刷物９と剛体ロッド４との距離がｆになると停止する。支持台受けフレーム７が停止すると、剛体ロッド４は、スキージ３−２との距離ｄを一定に保ちながらスキージ３−２に追従する。図１１は、このときのスクリーン印刷装置１の状態を示す。図に示すように、フレーム支持ロッド４は、先の印刷処理とは逆に左に存在するスキージ３−２を右側から追従する。

スキージホルダ１４は、印刷開始位置Ａまで移動すると停止し、下降していたスキージ３−２を上昇させる。剛体ロッド４はスキージホルダ１４停止後も移動し続け、図１２に示すように、待機位置Ｄで停止する。次いで、バックアップ８が下降し、被印刷物９がスクリーン版２から離れる。これにより、印刷処理が完了し、被印刷物９をバックアップ８から搬出する。

以上説明したように、本発明を適用したスクリーン印刷装置１は、印刷開口１６を有するスクリーン版２を被印刷物９に接触させ、印刷開口１６を通して塗布体１３を塗布した側のスクリーン版２を持ち上げにフレーム版離れを行う。版離れ角度θは、剛体ロッド４により一定に保たれ、版離れ角度を一定に保つことにより、スクリーン転写精度が安定し、均一な印刷を行うことができる。

また、本発明を適用したスクリーン印刷装置１では、未印刷部分はスクリーン版２と被印刷物９が密着され（オンコンタクト印刷）、インクが印刷されるとスクリーン版離れを行い（オフコンタクト印刷）、オフコンタクト印刷からオンコンタクト印刷に連続的に移行させる。オフコンタクト印刷に類似したスクリーン版離れにより高粘度、高粘着性の塗布剤を使用した場合であっても引き離し時に厳密な制御が不要となるとともに、オンコンタクト印刷のようにスクリーン版と被印刷物とを密着させることによりスクリーン版と被印刷物との間にかかるテンションの偏りをなくし、印刷位置ずれを防止することができる。

さらに、本発明を適用したスクリーン印刷装置１では、剛体ロッド４がスキージホルダ１４を追従することにより垂直距離ｆを一定に保つ。これにより、スクリーン版保持部５−１，５−２の持ち上げストロークを短くすることができる。

さらに、本発明を適用したスクリーン印刷装置１では、スクリーン版２を剛体ロッド４で持ち上げることにより、スクリーン版を引き離すテンションがスクリーン版の幅方向に亘って一定になり、テンション偏りによる印刷位置ずれ、スクリーン版との間に生じる摩擦による追従速度の不安定化等を防止し、安定した引き離し効果を実現している。

なお、本発明は、上述した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を含む変形・改良は、本発明に含まれるものとする。例えば、剛体ロッドと被印刷物との距離ｆ、支持台受けロッドとスキージの距離ｄ、および版離れ角度θは固定ではなく、インクやペーストの特性に合わせて変更してもよい。

また、剛体ロッドがスキージに追従して移動することを利用して、スクリーン版裏面に裏周りしたインクやペーストのクリーニングをする機能を剛体ロッドに設けてもよい。

本発明を適用したスクリーン印刷装置の側面図である。本発明を適用したスクリーン印刷装置の上面図である。バックアップが上昇し被印刷物がスクリーン版に密着する様子を示す図である。スキージが下降しスクリーン版を押圧する様子を示す図である。スクリーン版保持部及び支持体受けフレームが上昇する様子を示す図である。剛体ロッドとスキージとの位置関係を示す図である。剛体ロッドがスキージを追従する様子を示す図である。スキージホルダが印刷終了位置Ｂで停止し、剛体ロッドが待機位置Ｃで停止した様子を示す図である。スクリーン版保持部及び支持体フレームが下降する様子を示す図である。スキージが下降しスクリーン版を押圧する様子を示す図である。剛体ロッドが逆方向からスキージホルダを追従する様子を示す図である。スキージホルダが印刷終了位置Ａで停止し、剛体ロッドが待機位置Ｄで停止した様子を示す図である。

符号の説明

１スクリーン印刷装置、２スクリーン版、３−１，３−２スキージ、４剛体ロッド、５−１，５−２スクリーン版保持部、６支持台受けフレーム上下機構、７支持台受けフレーム、８バックアップ、９被印刷物、１０スクリーン版保持部上下機構、１１バックアップ支持脚、１３塗布体、１４スキージホルダ

Claims

スキージを一定圧力でスクリーン版に押し当ててスクリーン版上の一端から他端へ向けて摺動し該スクリーン版に設けた開口部を通じて該スクリーン版の下側に配置された被印刷物に対してスクリーン版上に供給された塗布剤を塗布するスクリーン印刷装置において、
上記スクリーン版のスキージ進行方向に垂直な両辺部を支持し辺毎に独立して高さ変更可能なスクリーン版支持部と、
上記被印刷物の印刷面を上記スクリーン版に密着させる被印刷物密着手段と、
上記被印刷物の印刷面に平行に印刷面を干渉しない高さ面上をスキージに追従して移動する剛体ロッドとを備え、
上記スキージによって塗布が終了したスクリーン版辺部側を支持するスクリーン版支持部の高さを変更してスクリーン版辺部を被印刷物から引き離し、引き離されたスクリーン版辺部と上記被印刷物との間に上記剛体ロッドを挿入するとともに上記スキージに対する追従間隔を一定に制御して該剛体ロッドを被印刷物の印刷面と平行であって被印刷物を干渉しない高さでスクリーン版裏面より押し上げ平行移動させて、塗布が終了した領域から順に上記スクリーン版を被印刷物から引き離すことを特徴とするスクリーン印刷装置。
上記スキージは塗布体を塗布する塗布面を互いに対向して一対設けられ、
一方のスキージがスクリーン版を順方向に移動すると上記スキージが上記剛体ロッドの移動平面よりも高い位置に移動して上記剛体ロッドが順方向に進行して上記スキージを追い越し、他方のスキージが逆方向に塗布を開始すると、該他方のスキージによって塗布が終了したスクリーン版辺部側を支持するスクリーン版支持部の高さを変更してスクリーン版辺部を被印刷物から引き離し、引き離されたスクリーン版辺部と上記被印刷物との間に上記剛体ロッドを挿入するとともに上記スキージに対する追従間隔を一定に制御して該剛体ロッドを被印刷物の印刷面と平行であって被印刷物を干渉しない高さでスクリーン版裏面より押し上げ平行移動させて、塗布が終了した領域から順に上記スクリーン版を被印刷物から引き離すことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。