KR20070097571A - 스크린 인쇄 장치 - Google Patents

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KR20070097571A
KR20070097571A KR1020077018295A KR20077018295A KR20070097571A KR 20070097571 A KR20070097571 A KR 20070097571A KR 1020077018295 A KR1020077018295 A KR 1020077018295A KR 20077018295 A KR20077018295 A KR 20077018295A KR 20070097571 A KR20070097571 A KR 20070097571A
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KR1020077018295A
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토마스 브이. 커쳐
비엔 티. 뷔
에릭 에프. 제이. 엠. 반 더 메울렌
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엑사테크 엘.엘.씨.
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Abstract

기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 장치. 상기 장치는 탄성력 있는 망사 물질로 형성되며, 상기 망사 물질을 통해 인쇄 매체의 통과를 허용하는 다공성 이미지 부분을 구비하는 스크린을 포함하여 형성된다. 형상 조립체는 들어간 위치 및 연장된 위치 사이에서 이동가능한 다수의 셰이퍼를 포함한다. 연장된 부분에서, 셰이퍼는 스크린 조립체와 결합되고, 대개 스크린이 기판의 3차원 표면으로 일치하도록 하는 원인이 된다. 3차원 표면에 탄력적으로 일치되는 스퀴지는 스크린을 따라 당겨지고, 인쇄 매체의 적어도 어떤 부분을 스크린의 다공성 부분을 통해 이동가능하도록 하여 3차원 표면상으로 움직이도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
스퀴지, 망사, 스크린, 인쇄 매체, 고정물

Description

스크린 인쇄 장치{SCREEN PRINTING APPARATUS}
본원발명은 일반적으로 스크린 인쇄에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원발명은 3차원 표면 상에 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 장치에 관한 것이다.
스크린 인쇄는 이미지를 다양한 기판 상에 인쇄하기 위해 사용될 수 있는 다재 다능의 인쇄 과정이다. 일반적으로 알려져 있는 기판의 어떤 것은 섬유, 금속, 유리, 플라스틱, 종이 및 판지를 포함하고, 스크린 인쇄 산업에 의한 상품은 옷, 유리 및 플라스틱 병, 라벨, 도안의 전사(decal), 표지(sign), 전자 회로 기판 및 창을 포함한다. 스크린 인쇄가 적용되어 오고 있는 자동차 산업에서 하나의 구체적인 적용예는 자동차 창의 경계 주변에 마스크의 적용에 관한 것이다.
상기 상품의 리스트에도 제시되어 있는 바와 같이, 스크린 인쇄의 장점은 기계가 다양한 형상, 두께 및 크기를 갖는 기판 상에 인쇄하도록 사용될 수 있다는 것이다. 자동화된 및 회전식 스크린 인쇄 기계, 향상된 건조기 및 자외선 경화 잉크의 발전의 결과로, 스크린 인쇄의 이용은 그 적용과정의 단순함 때문에 상당히 증가 되었다. 잉크 및 염료의 넓은 범위는 스크린 인쇄에 사용될 수 있다.(편의상, 여기서는 오직 "잉크"만을 용어로 사용한다.)
스크린 인쇄를 수행하기 위한 기계는 하나의 또는 복수의 테이블 디자인이 될 수 있고, 후자는 종종 기계의 회전 테이블 스타일로서 도시된다. 일반적으로, 기계는 그것의 제1 부품으로 스크린, 기판 지지대로 스퀴지 및 상기 스크린을 가로질러 스퀴지를 당기기 위한(drawing) 메카니즘을 포함한다. 이하 서술되는 바와 같이, 장치는 플러드 바(flood bar) 뿐만 아니라 스크린 상으로 잉크를 분배하도록 하기 위한 메카니즘을 또한 포함한다.
스크린은 프레임 내에서 팽팽하게 늘어나는 나무 또는 금속으로 제조된 다공성 망사(porous mesh)이다. 상기 망사를 통해 잉크의 적절한 분배를 보장하기 위해, 프레임을 통해 망사 상에 적절한 장력이 요구된다. 망사 그 자체는 다공성 직물 또는 스테인리스 스틸로 제작된다. 스텐실이 기판 상에서 인쇄되는 이미지를 한정하기 위해 망사(수공 또는 광화학적 과정에 의해) 상에서 생성된다.
기판이 장치 내로 적재된 후, 잉크가 상기 스크린의 상부 상으로 적용되어, 상기 플러드 바(flood bar)에 의해 상기 스크린을 가로질러 뿌려질 수 있다. 기판 상으로 하방으로 유지되는 스크린과 함께, 스퀴지는 스크린을 가로질러 당겨지고, 압력이 적용되며, 그리하여, 기판으로 망사가 놓여지게 되고, 망사의 개구를 통해 잉크가 스텐실이 적용되지 않는 영역에 놓여 지게 된다. 그 결과, 잉크는 스텐실에 의해 한정되는 이미지에 따라 기판으로 전사된다.
많은 요소가 기판으로 전사하는 이미지의 질에 영향을 준다. 스크린을 통해 전사되는 잉크의 양과 관련된 하나의 요소는 망사를 형성하는 실의 수 및 직경이다. 스퀴지와 관련하여, 유지 각(hold angle), 압력, 당기는 속도, 사이즈, 경도/경도계(durometer) 및 물질 구성이 모두 요소이다. 스퀴지 날은 일반적으로 다양 한 종류의 고무로부터 제조될 수 있는 반면, 폴리우레탄은 최근 선택되는 물질의 하나이다.
스크린 인쇄 장치 그 자체는 일반적으로 3개의 기본 종류를 갖는 것으로 알려져 있다. 가장 많이 사용되고 있는 것은 평평한 베드 스크린 인쇄 장치(flat bed screen printing machine)이다. 일반적으로, 평평한 베드 장치에서, 단일 인쇄 스테이션이 존재하고, 스퀴지는 평평한 기판 상에 하방으로 유지되고 있는 스크린을 가로질러 당겨진다. 인쇄 장치의 또 다른 타입은 실린더 스크린 인쇄 장치이다. 그러한 장치와 함께, 기판은 플랫 스크린 바로 밑에 원통형 형상(cylindrical shape)으로 설계된다. 기판 상에 이미지를 찍기 위해 스크린이 스퀴지를 지나 옮겨지는 동안 기판은 회전한다. 스크린 인쇄 장치의 3번째 타입은 회전 장치이다. 장치의 후자의 타입에 있어, 일련의 플랫 베드는 인덱싱(indexing) 테이블 주변에 제공되고, 베드는 기판이 베드 상으로 적재되는 적재 스테이션, 스크린이 기판 및 그것을 가로질러 당겨지는 스퀴지에 놓여지는 인쇄 스테이션 및 잉크의 건조 또는 경화가 일어나는 건조 스테이션, 및 인쇄 이미지를 포함하고 있는 기판이 장치로부터 제거되는 테이크-아웃 스테이션(take-out station)을 통해 연속적으로 회전한다.
상술한 바와 같이, 장치 및 부품은 플랫 및 원통형 기판 상으로 스크린 프린팅 이미지를 위해 존재한다. 이러한 기술은 매우 발전되었으며, 기판 상에서 인쇄되는 높은 수준의 이미지를 가져올 수 있다. 그러나, 기판의 형상이 자동차의 창과 연관된 매우 복잡한 3차원 형상으로 변화함에 따라, 3차원 기판 상에 그 자체의 이미지를 빌려올 수 있는 장치의 종래 타입의 능력은 제한된다. 그리하여, 그 표면을 가로질러 복수의 굴곡을 갖는 기판은 산업계에서 특유의 문제점을 갖는다.
상술한 바와 같은 표면 상의 인쇄에 있어서의 문제점은 스크린에서 적절한 장력을 유지하는 것이고, 기판으로부터 적절한 비-접촉 거리에서 스크린을 지탱하는 것이다. 산업계에서 알려져 있는 "비-접촉(off-contact)"이란 용어는 스크린의 망사(mesh)가 스퀴지가 당겨지기 이전 및 이후에 즉시 기판으로부터 멀어져 유지되는 거리이고, 상기 스퀴지는 망사를 기판에 접촉하도록 한다. 적절한 비-접촉 거리는 정확하고 매우 세밀한 이미지가 적용될 수 있도록 허용한다. 복수의 굴곡 상에 인쇄와 관련된 또 다른 문제점은, 3차원 표면은 스퀴지 그 자체의 길이를 가로 질러 일치된 압력을 유지한다.
상술한 바와 같이, 복잡한 3차원 표면 상에 인쇄를 행하기에 적합한 스크린 인쇄 장치 또는 기계의 필요성이 존재한다.
관련된 기술의 열거된 단점 및 다른 제한을 극복하기 위해, 본원발명은 예를 들어 자동차 창과 같은 3차원 표면 상으로 이미지를 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 장치를 제공한다. 본원발명의 스크린 인쇄 장치는 적어도 하나의 지지면을 한정하는 고정물을 수용하는 장치 프레임을 포함한다. 지지면은 인쇄되어 지도록 3차원 표면을 한정하는 물질을 지지한다.
일반적으로, 3차원 표면 상에 놓여 있는 스크린 조립체는 스크린 및 스크린 프레임을 포함한다. 스크린 그 자체는 잉크와 같은 인쇄 매체의 통과를 허용하도록 다공성이 되는 부분을 탄력적인 망사 물질로 형성한다. 스크린의 주변에 놓여지고, 스크린 프레임은 일반적으로 평면 방위에서 스크린을 지지한다.
프레임 형상 조립체는 스크린을 형성하고 및 장력을 부여하는 것을 보조하기 위해 하나 또는 그 이상의 프레임의 측면을 일반적으로 일치시키도록 스크린 프레임에 결합하거나 처리하도록 한다.
스크린 셰이퍼 조립체는 또한 장치 프레임에 의해 지지되고, 상기 스크린 조립체가 고정물 및 스크린 셰이퍼 조립체 사이에 놓여지는 위치에 배치된다. 스크린 셰이퍼 조립체는 들어간 지점 및 연장된 지점 사이에서 선택적으로 이동할 수 있는 복수의 스크린 셰이퍼를 포함한다. 상기 스크린 셰이퍼의 적어도 일부는 다른 것에 대하여 선택적으로 독립적으로 이동가능하다. 들어간 지점에서, 스크린 셰이퍼는 상기 스크린 조립체로부터 분리된다. 그 연장된 지점에서, 스크린 셰이퍼는 스크린에 결합된다. 스크린 셰이퍼를 조절하도록 하는 것에 의해, 스크린은 적절한 비-접촉 차원에서 3차원 표면으로 일반적으로 일치하도록 하는 원인이 된다.
3차원 표면을 일치시킬 수 있도록 하기 위한 탄력적인 스퀴지는 스크린을 가로 질러 및 접촉하여 메카니즘에 의해 지지되고 당겨진다. 이러한 힘은 스크린의 다공성 부분을 통한 인쇄 매체의 적어도 어느 것을 3차원 표면 상으로 이동하도록 한다. 스퀴지가 스크린을 따라 당겨지게 됨으로서, 스퀴지는 기판의 굴곡과 함께 구부려지고, 상기 셰이퍼는 선택적으로 상승되거나 하강되어 지는 바, 이는 스퀴지가 스크린의 표면에 대해 연속적으로 통과하도록 하는 것을 허용한다.
본원발명의 또 다른 목적, 기술적 특징 및 장점은 다음과 같은 발명의 상세한 설명의 검토를 통해 당업자에게 명확하게 될 것이고, 도면과 관련된 부호 및 주장은 본원발명의 각 부분을 통해 설명된다.
도 1은 일치되지 않는 방위에서 스크린 셰이퍼 및 스크린 조립체를 구비한 본원발명의 특징을 나타내는 스크린 인쇄 장치의 측면 입면도이다.
도 2는 3차원 표면의 형상에 일치하는 스크린 및 스크린 셰이퍼 조립체를 구비한 도 1에서 도시되는 스크린 인쇄 장치의 측면 입면도이다.
도 3은 스크린 표면을 가로질러 거의 반 정도 당겨진 스퀴지를 구비한 도 2에 유사한 측면 입면도이다.
도 4는 도 3에 도시되는 스크린 인쇄 장치의 절개된 부분을 구비한 단부 입면도이다.
도 5A는 내측 지점에서 그것의 프레임 세그먼트를 구비한, 본원발명의 특징을 나타내는 스크린 조립체의 하나의 실시예의 투시도이다.
도 5B는 외부 지점으로 그것의 프레임 세그먼트를 구비하고, 스크린은 당겨지는 도 5A에서 도시되는 스크린 조립체의 투시도이다.
도 5C는 단부 프레임 세그먼트는 미형성되는 반면, 조립체의 측면 프레임 세그먼트는 형성되는 도 5A에서 도시되는 스크린 조립체의 부분 투시도이다.
도 5D는 형성된 지점에서 측면 프레임 세그먼트 및 단부 프레임 세그먼트 모두 도 5C에 유사한 부분 투시도이다.
도 6A는 스크린을 형성하기 이전에 기판, 고정물, 스크린 조립체 및 스크린 셰이퍼 조립체의 부분 개략도이다.
도 6B는 스크린을 형성한 후 기판, 고정물 스크린 조립체 및 스크린 셰이퍼 조립체의 부분 개략도이다.
도 7A는 본원발명에 사용되는 스퀴지 조립체의 길이 방향의 도면이다.
도 7B는 형상 배치에 있어 스퀴지를 구비한 도 7A에 도시되는 스퀴지 조립체의 길이 방향의 도면이다.
도 7C는 스퀴지 조립체의 도 7A에서 선 7C-7C를 따른 단면도이다.
도 8A는 스크린을 가로지르는 초기 움직임 후의 지점에서 스퀴지를 구비한 스크린 형상 조립체 및 스퀴지 조립에의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 8B는 스크린을 가로지르는 스퀴지의 움직임의 나중 위치에서 도 8A의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 8C는 도 8B의 선 8C-8C를 따른 것으로, 결합 및 비결합의 다양한 상태에서 스크린을 구비한 베일 및 스크린 셰이퍼를 설명하는 도면이다.
도 9는 본원발명의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 10은 3차원 표면의 형상에 일치하게 되는 스크린을 구비한 도 9에서 도시되는 장치의 개략도이다.
도 11은 도 9에서 도시되는 인쇄 매체를 스크린 조립체의 다공성 부분을 통하도록 하기 위해 움직이는 스퀴지를 설명하는 도면이다.
도면을 참조하면, 본원발명의 특징을 나타내는 스크린 인쇄 장치 또는 기계가 여기서 설명되고, 일반적으로 부호 10으로 도시된다. 그 첫번째 구성부품으로서, 상기 장치(10)는 프레임(12), 기판 고정물(14), 스크린 조립체(16), 스크린 조립체를 형성 및 장력을 부여하기 위한 다양한 수단, 스퀴지 조립체(20) 및 스크린 조립체(16)를 가로질러 스퀴지 조립체(20)를 당겨 일치시키도록 하기 위한 메카니즘(22)을 포함하여 구성된다.
장치 프레임(12)은 교차 지주(cross-braces, 26)가 연장된 사이에서 다수의 직립 지지 기둥(24)을 구비하여 제조된다. 프레임(12)은 나아가 기판 고정물(14)이 산업계에 알려져 있는 종래의 방법을 통해 올려져 있는 베드(28)를 포함한다. 예를 들면, 기판 고정물(14)은 장치 프레임(12) 내의 일반적인 위치 사이에서 레일(30) 또는 다른 수단을 따라 슬라이드 가능하다고 설명되며, 여기서 실제 인쇄는 발생하고(도 2에 도시된다.), 및 부호 32로 도시되는 기판이 고정물(14) 상으로 적재되거나 또는 인쇄 후에(도 1에서 도시된다) 제거될 수 있는 프레임(12)의 밖에 위치한다.
상술한 바와 같이, 본원발명의 장치(10)는 복잡한 3차원 형상으로 스크린 인쇄가 가능하다. 따라서, 장치(10)에 사용되는 기판(32)은 이 형상을 한정한다. 상술한 바와 같이, 기판(32)은 형상의 오목한 부분을 한정하여 인쇄되도록 표면을 구비하여 사발(bowl)과 같이 형성된다. 명백히, 이 형상은 설명되는 목적을 위해 제공되고, 본원발명의 출원을 한정할 의도를 갖지 않는다. 이는 장치(10)가 평평 한 2차원 표면, 단순한 곡면 및 볼록한 형상으로 또한 인쇄될 수 있다.
기판(32)은 기판(32)의 형상에 대응하는 고정물(14)에 의해 한정되는 공동(34) 내에 수용된다. 기판(32)을 공동(34) 내에 고정하기 위해, 일련의 진공 컵(36)이 공동(34)을 한정하는 표면에 대해 제공된다. 진공 컵(36)은 동작하는 경우 진공 컵의 내면을 통하여 진공을 가져오는 및 거기에서 접촉하는 기판(32) 상에 유지력을 갖는 진공 원(vacuum source, 38)에 순차적으로 결합된다. 고정물은 비-접촉을 제공하도록 기판 공동 주변을 둘러싸는 상승된 표면 부분을 가질 수 있다. 진공 컵 또는 다른 수단과 같은 인쇄 사이클 동안 고정물에 상대적으로 스크린을 고정 또는 유지하기 위한 특징은 고정물에 병합될 수 있다.
기판(32)이 고정물(14)에 결합되면, 고정물(14)은 기판(32) 및 고정물(14)이 장치(10)의 프레임(12) 내에 일반적으로 놓여지는 도 2의 인쇄 위치 내로 이동된다. 이 위치에서, 스크린 조립체(16)는 기판(32)을 향하여 밑으로 내려진다.
도 5A에 도시된 바와 같이, 스크린 조립체(16)는 스크린 프레임(42)에 의해 지지되는 스크린(40)을 포함한다. 스크린(40)은 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 이러한 두 개의 물질의 결합과 같은 다공성 및 탄력적인 망사 물질로 제조된다. 이러한 스크린(40)은 다른 실 직경의 병합 및/또는 다른 망사 물질의 결합에 의해 제조된다. 예를 들면, 한 방향으로 폴리에스테르 실을 다른 방향으로 폴리아미드 실을 사용한다. 명백히, 종래 스크린 인쇄 산업에 사용되는 다른 물질은 대체적으로 사용될 수 있다.
기판(32)에 적용되기 위한 이미지(44)는 스크린(40) 상에 형성된다. 이미 지(44)는 스크린(40) 상에서 기본적으로 다공성 부분(46) 및 비 다공성 부분(48)을 한정하는 스텐실이다. 사용 동안, 다공성 부분(46)은 스크린(40)을 통해 지나도록 및 이미지(44)를 따라 기판(32)에 적용되도록 잉크와 같은 인쇄 매체를 허용한다. 이미지(44)는 산업계에서 사용되는 종래 과정에 의해 스크린(40) 상으로 형성되고, 여기서 자세하게 설명될 필요는 없다.
스크린 프레임(42)은 스크린(40)의 장력을 가능하도록 하기 위해 제조되며, 반면 동시에 스크린(40)에 어느 정도 신축성을 제공할 수 있다. 한 실시예에서, 스크린 프레임(42)은 스크린(40)의 주변에 대해 위치되는 4개의 프레임 세그먼트(50)로 제조된다. 이러한 프레임 세그먼트(50)는 스크린(40)이 변형되지 않는 조건에 있는 경우, 스크린(40)에 의해 한정되는 평면에 수직한 방향으로 신축성을 갖도록 제조된다. 후에, 평면과 같은 방향으로, 프레임 세그먼트(50)의 제조는 프레임 세그먼트(50)가 실질적으로 이랑모양(ridge)이고, 빗겨나가지 않도록 한다. 도 5B에서, 이러한 방향은 각각 화살표 F("탄력") 및 화살표 R("강직")하게 형성된다.
탄력을 구비한 프레임 세그먼트(50)를 제공하기 위해, 하나의 제조방법에서, 프레임 세그먼트(50)는 상대적으로 일련의 느슨한 결합 부재(52)를 형성하며, 상기 결합부재는 각각 오버랩되어, 인접 부재(52)와 결합된다. 부재(52) 사이의 이러한 느슨한 결합 연결은 화살표 F 방향뿐만 아니라 화살표 R의 방향 및 다른 방향으로 탄력성을 구비한 프레임 세그먼트를 제공한다. 화살표 R의 방향에서 탄력성을 제한하기 위해, 하나 또는 그 이상의 얇은 금속 띠(54)가 저면 프레임 세그먼트(50) 의 실질적인 길이를 따라 결합 부재의 각각에 고정된다. 결합 부재(52)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 다른 바람직한 금속과 같은 물질로 제작될 수 있다. 띠(54)는 스프링 스틸 또는 다른 바람직한 물질과 같은 금속으로 제작될 수 있다.
프레임 세그먼트(50)의 대체적인 제조가 일련의 프레임 부재로 계획될 수 있으며, 상기 부재는 서로 힌지 결합하거나, 프레임 세그먼트의 길이를 따라 정해지거나 연장된다. 어떤 수의 힌지도 사용될 수 있다.
프레임 세그먼트(50)를 일반적으로 직선 및 비-굽힘 방위 내로 한쪽으로 치우쳐 형성하도록 하기 위해, 케이블, 스프링, 벨트, 기계적 아암 및 시스템과 같은 프레임 형상 수단(55)이 프레임 세그먼트(50)를 통해 연장될 수 있고, 장치 프레임(12)에 부착될 수 있으며, 또는 그렇지 않으면 프레임 세그먼트(50)를 지지할 수 있다. 이러한 프레임 형상 수단(55)은 프레임 세그먼트(50)에 소정량의 장력을 제공하고, 바람직하게는 장력의 조정을 허용하도록 제조공정에 제공될 수 있다. 프레임 형상 수단은 그리하여, 하나 또는 그 이상의 위치에서 프레임 세그먼트(50) 상에서 수축 및 미는(pushing) 또는 당기는(pulling) 부재를 포함할 수 있다.
잘 정비된 스크린(40)과 함께, 잉크는 적절한 잉크 분배 장치(70)에 의해 스크린(40) 상으로 분배된다. 잉크 분배 장치(70)는 스퀴지 조립체(20)의 길이를 구비하여 위치한 스크린을 교차하는 라인에서 잉크에 적용될 수 있고, 또한 스크린(40) 상의 단일 위치에서 잉크를 분배할 수 있다. 마지막으로, 요구된다면, 플러드 바(미도시)가 스크린 셰이퍼(18) 전에 스크린(40)의 표면을 가로질러 잉크를 분배하도록 당겨져 사용될 수 있으며, 나아가 하기 서술되는 바와 같이 기판(32)의 배치 내로 스크린(40)을 변형할 수 있다.
스크린 조립체(16)가 적절한 초기 높이로 내려지게 됨에 따라, 프레임 세그먼트는 프레임 형상 수단(55)에 의해 내측으로(도 5A에 도시됨) 이동되며, 이는 스크린(40)이 정비된 조건(도 5B에 도시됨)으로부터 일반적으로 하방향으로 걸치도록 스크린(40)을 허용한다. 그리하여, 하나 또는 그 이상의 프레임 세그먼트(50)는 기판으로 스크린(40)을 일치시키도록 하는 것과 같이 프레임 형상 수단(55)에 의해 형성(도 5C 및 도 5D)된다. 고정물(14) 및 기판(32)과 관련하여 프레임 형성 장치에 의해 일반적으로 형성되는 스크린 프레임(42)과 함께, 스크린(40)이 실질적으로 기판(32)의 형상에 대응하는 형상으로 접촉 및 형성 또는 일치하는 지점으로 스크린 셰이퍼(18)를 낮추어 가져오도록 한다. 바람직하게, 스크린 셰이퍼(18)(그것의 어떤 것은 도면에 도시되어 있음)는 기판(32)에 직접적으로 접촉하지 않으며, 기판(32)의 표면으로부터 1/4 인치의 소정의 비-접촉 거리로 스크린(40)을 유지한다. 그러나, 만일 바람직하다면, 스크린 셰이퍼(18)는 기판(32)과 접촉하여 스크린(40)을 누를 수 있다. 프레임 형성 메카니즘(55)과 스크린 셰이퍼(18)의 위치를 변형시키는 것에 의해, 스크린(40) 상에서의 장력은 바람직하게 변경할 수 있고, 스크린(40)은 기판(32)(도 6B에 도시됨)으로 부드럽게 이끌도록 위치될 수 있다. 선택적으로, 스크린과 고정물 사이에 위치하는 플레이트(plate) 또는 다른 구조물은 스크린(40)을 부드럽게 기판(32) 내로 이끌도록 하는 위치 및 방위로 배치될 수 있다. 추가적으로, 국부적인 스크린 플리팅(localized screen pleating)은 전략적으로 위치되어 있는 디스크 형상의 바디(43)의 사용에 의해 최소화될 수 있으며, 상 기 바디는 장력을 생성하기 위해 일반적으로 스크린 내로 상방향으로 이동될 수 있다. 이러한 움직임은 베드(28) 상에 장착되는 액추에이터(45)에 의해 조절될 수 있다. 선택적으로, 이것은 고정 지점에서 디스크 형상의 바디(43)를 제공하는 것에 의해 달성될 수 있으며, 스크린(40)을 하방향으로 적절하게 내리도록 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 스크린 셰이퍼(18)는 기판(32)의 길이 및 폭을 실질적으로 덮는 배열로 제공된다. 한 실시예에서, 스크린 셰이퍼(18) 그 자체는 일련의 베이스 레일(58) 상에 줄(row)을 지어 이송된다. 이러한 줄의 방향은 스퀴지 조립체(20)가 기판(32)을 가로질러 당기는 방향과 일치하는 것이다. 베이스 레일(58)은 그 반대 단부에서 부재(60)에 의해 일반적으로 지지되고, 상기 베이스 레일은 지지부재(60), 베이스 레일(58) 및 스크린 셰이퍼(18)를 하나의 단위로서 올리거나 낮추도록 동작하는 액추에이터(62)에 순차적으로 결합된다. 액추에이터(62)는 공압적으로 구동, 유압으로 구동, 전기적으로 구동 또는 자기적으로 구동되는 액추에이터가 될 수 있다.
스크린 셰이퍼(18) 그 자체는 축(66)의 말단부 상에 제공되는 접촉부 또는 패드(64)를 포함할 수 있다. 축(66)은 스크린(40)을 바람직하게 형성하기 위해, 조절기가 그것의 접촉부(64) 및 축(66)을 선택적으로 올리거나 내리도록 하는 액추에이터(68)에 각각 독립적으로 결합된다. 바람직하게, 액추에이터(68)는 더블 동작 공압 피스톤 타입(double acting pneumatic piston-type) 또는 서보-모터 액추에이터이다. 그러나, 액추에이터의 다른 스타일 및 변경은 여기서 요구하는 바와 같이 조절될 수 있는 한 배치될 수 있다.
접촉부(contacts, 64)는 원형의 볼과 같은 부재(도시됨), 플랫 플레이트 부재, 굴곡된 접시와 같은 부재 또는 상술한 및 다른 형상의 결합의 형태와 같이 많은 형상 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 실제 사용에 있어, 인접한 위치에서 기판(32)의 형상에 일치하도록 형성된 접촉부(64)가 제일 바람직하다. 도면에서, 접촉부(64)의 오직 하나의 형태가 도시되어 있지만, 접촉부(64)의 하나 이상의 사용이 이익이 된다는 점이 충분히 예상가능하다. 도 2에 도시된 변형된 스크린과 함께, 스퀴지 조립체(20)는 당김 또는 스퀴지 진보 메카니즘(22)용 메카니즘에 의해 스크린(40)을 가로질러 당겨질 수 있다.
스크린(40)의 표면을 가로질러 스퀴지 조립체(20)를 당기기 위해, 스퀴지 진보 메카니즘(22)은 스퀴지(72) 그 자체가 초기에 스크린(40)과 결합하는 도 2에 도시된 위치로 이동한다. 스퀴지 조립체(40)는 도시된 바와 같이 기판(32)의 표면의 형상에 계속하여 일치할 수 있도록(이미지(44)가 적용됨) 제조된다. 그러한 방식으로, 스퀴지 조립체(20)의 길이는 이미지(44)의 폭보다 크게 되고, 기판(32)을 가로지르는 거리보다 크게 되거나 또는 넓게 된다.
상기 스퀴지 조립체(20)가 기판(32)의 형상에 일치하도록 허용하기 위해, 도 7A-7C에 도시되는 탄력적인 제조 방법이 제공된다. 스퀴지 조립체(20)의 제1 부품은 스퀴지(72)이다. 상기 스퀴지(72)는 스퀴지의 제조를 위해 일반적으로 사용되는 공통되는 물질 중의 하나로 제조되며, 그것은 다양한 고무, 폴리우레탄 및 다른 것을 포함한다. 스퀴지(72)는 일반적으로 직사각형 형상이고, 동작 에지(74) 및 고정 에지(76)를 구비하여 제공된다. 동작 에지(74)는 대개 한 각에서 스크린(40) 과 접촉하는 스퀴지(72)의 측면이고, 잉크를 다공성 부분(46)을 통해 기판(32) 상으로 보내도록 하기 위해 압력을 적용하는 부분이다. 동작 에지(74)는 나아가 15도로 경사지고, 또는 다른 소정의 각도에서 도시되는 미리 각진 또는 모서리를 깍아낸(chamfered) 리딩 에지(leading edge, 75)를 더 포함한다.
결합된 또는 고정된 에지(76)는 일반적으로 동작 에지(74)의 반대 부분에 있고, 스퀴지 조립체(20)의 홀더(78) 내에서 유지된다. 홀더(78)는 스퀴지(72)에 일치하는 평면에서 일반적으로 탄성이 있는 연장된 구조이다.
설명되고 있는 구조에서, 홀더(78)는 각각의 세그먼트(80)가 힌지결합 되거나 또는 그렇지 않으면 즉각적으로 인접하는 세그먼트에 상대적으로 움직이도록 세그먼트 된다. 홀더(78) 내에서 스퀴지(78)를 지지하기 위해, 공통 또는 각각의 부싱(84, bushing)이 스퀴지(72)와 홀더(78) 사이에 위치될 수 있다. 따라서, 세그먼트(80)는 부싱(84) 및 스퀴지(72)의 고정된 면(76)으로 다른 적절한 결합 또는 리벳(82)을 통해 서로 결합된다. 부싱(84)은 쿠션 부재로서 동작하고, 조립체(20) 내에서 스퀴지(72)를 유지하기 위해 홀더(78)와 함께 조임력을 제공한다. 홀더(78) 내에 스퀴지(72)를 위치시키는 것을 돕기 위해, 스퀴지(72) 및 홀더(78)(부싱(84)과 같은)의 부분은 거기서 협동적으로 결합하는 채널(81)을 포함할 수 있다. 홀더(78)의 세그먼트(80)용 제작을 위한 바람직한 물질은 다양한 금속, 플라스틱 및 폴리아미드로 채워진 유리를 포함한다. 부싱(84)을 위한 제조용 바람직한 물질은 금속, 플라스틱, 및 공통된 제조 물질을 포함한다.
관련된 평면에서 스퀴지(72) 및/또는 부싱(84)을 보다 굽혀질 수 있도록 또 는 구부리기 쉽도록 제작하기 위해, 스퀴지(72) 및/또는 부싱(84)은 캡처 에지(captured edge, 76)로부터 돌출되는 일련의 커프(kerfs) 또는 노치와 함께 제공될 수 있다. 커프는 스퀴지(동작 에지(74)를 향해) 내로 공통의 깊이 또는 다양하며 선택적인 깊이를 갖는다.
스퀴지 조립체(20)를 지지하는 것은 스크린(40)을 가로 질러 스퀴지 조립체(20)를 당기기 위한 메카니즘(22)의 일련의 축(88)이다. 스퀴지(72)는 구부려지기 때문에, 축(88)은 스퀴지 조립체(20)에 견고하게 부착되지 않는다. 도시되는 실시예에서, 이것은 플랜지(91)와 스퀴지(72)의 상부 사이에서, 홀더(80)의 플랜지(91)에 의해 포획되는 롤러 또는 베어링(89)으로 제공되는 축(88)의 단부를 통해 성취된다. 롤러(89)와 스퀴지(72)의 상부 사이에서, 스프링 스틸 스트립(93)은 스퀴지(72)의 길이를 따라 움질일 수 있도록 제공된다. 스프링 스틸 스트립(93)은 스퀴지(72)의 굽힘을 부드럽게 하도록 하기 위해 및 롤러(89) 및 축(88)에 의해 생성되는 국부적인 힘을 분배하도록 동작한다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 축(88)은 공압, 유압 또는 다른 스타일의 액추에이터(92)에 의해 나아가거나 또는 수축될 수 있도록 프린트 헤드(90)를 통해 결합된다. 축(88)에 적용되는 굽힘력을 감소시키도록, 축(88)은 그 단부에서 압력 플레이트(96)에 결합되고, 그것은 한 쌍의 액추에이터(92)에 순차적으로 결합되며, 축(88)의 반대 면상에 위치한다.
그 단부에서, 프린트 헤드(90)는 가이드 레일(100) 상에 놓여지는 롤러(98)에 의해 지지된다. 가이드 레일(100)은 스퀴지 조립체(20)가 일반적으로 프린트 헤드(90)가 가이드 레일(100)의 길이를 따라 움직이는 것과 같이 기판의 형상을 따 르도록 한다. 한 제작 실시예에서, 가이드 레일(100)은 대개 기판(32)의 형상용 형판(template)이다. 그러나, 가이드 레일(100)은 선택적으로 직선부재로서 제공될 수 있으며, 여기서, 상기 스퀴지 조립체(20)는 추가적인 액추에이터와 함께 또는 없이 액추에이터(92)에 의해 기판(32)에 상대적인 위치에서 조절되고, 전기 제어기는 구체적으로 스퀴지(72)가 기판(32)의 형상을 따르도록 프로그래밍 된다.
구동의 매우 다양한 종류가 가이드 레일(100)을 따라 롤러(98)를 통해 프린트 헤드(90) 및 스퀴지(72)를 움직일 수 있도록 배치될 수 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 제조 실시예에서, 프린트 헤드는 가이드 레일(100)의 길이를 따라 직접적으로 형성된 순환 체인(endless chain, 102)에 결합된다. 가이드 레일(100)의 단부에 인접하여, 체인(102)은 스프로켓(sprocket, 104)에 결합되고, 그것의 적어도 하나는 전기 모터 또는 다른 구동(106)에 의해 구동된다. 선택적인 구동 시스템에서, 체인 및 그 연관된 구성부품은 벨트, 케이블 또는 다른 수단에 의해 대체될 수 있다.
이미 서술한 바와 같이, 스크린 셰이퍼(18)는 줄의 배열로 제공되며, 상기 각각의 줄은 베이스 레일(58) 상에서 지지된다. 프린트 헤드(90)로부터 연장되고, 스퀴지 조립체(2)를 지지하는 축(88)은 일치되고, 따라서, 각각의 축(88)은 셰이퍼(18)의 인접한 줄 및 그를 지지하는 베이스 레일(58) 사이에서 연장한다. 명백히 알 수 있는 바와 같이, 이것은 축(88)이 스크린 셰이퍼(18) 및 그 각각의 베이스 레일(58)에 의해 간섭되는 것 없이 기판을 가로 질러 이동하도록 허용한다. 스퀴지 조립체(20)가 스크린 셰이퍼(18)의 축(66) 및 접촉부(64)에 의해 막히게 되거 나 충돌하게 되는 것을 방지하기 위해, 축의 수축 및 연장과 스크린 셰이퍼(18)의 접촉부(64)는 스크린(40)을 가로지르는 스퀴지 조립체(20)의 늘리는 것으로 구성하거나 조화롭게 템포를 맞추도록 한다. 그리하여, 스퀴지 조립체(20)가 스크린 셰이퍼(18)의 접촉부(64)로 접근할 때, 각각의 액추에이터(62)는 스크린(40)과 결합으로부터 접촉부(64)의 상승과 축(66)의 수축을 가져오는 원인이 된다. 접촉부(64)는 스퀴지 조립체(20)가 그 밑을 통과하도록 허용하는 높이로 상승된다. 액추에이터(62)는 적절한 비-접촉 거리에서 스크린(40)이 위치하도록 스크린(40)과 접촉하는 접촉부(64)가 놓이는 것에 대해 축(66)을 나아가게 하거나 또는 내리도록 한다. 이러한 과정은 스퀴지 조립체(20)가 다음의 연속적인 스크린 셰이퍼(18)에 접근하는 경우에 반복된다. 간단하게, 스크린 셰이퍼(18)의 줄에서 각각의 스크린 셰이퍼(18)는 스퀴지 조립체(20)가 스크린(40)을 가로 질러 당겨지는 경우 연속하여 상승되고, 내려지게 된다.
스크린(40)을 가로 질러 스퀴지(72)를 당김에 있어, 스퀴지(72)가 당겨지는 방향에 대하여 각진 스퀴지(72)와 함께 또는 스퀴지(72)가 당겨지는 방향과 관련하여 그 각을 변화시킨 스퀴지(72)와 함께, 스퀴지(72)가 당겨지는 방향에 수직한 스퀴지(72)와 함께 스크린(40)을 가로질러 당겨질 수 있는 것이 본원발명이 계획하고 있는 것이다. 상술한 바와 같은 실시예에서, 각은 이동의 방향 및 스퀴지(72)의 길이 사이에서 한정된다.
스퀴지 조립체(20)가 스크린(40)을 가로 질러 완전히 당겨지면, 이미지(44)는 기판(32)으로 전사될 것이다. 전사된 이미지의 건조 및 경화, 그리고 고정 물(14) 및 장치(10)로부터 인쇄된 기판(32)의 제거를 제외하고, 기판(32) 상으로 이미지(44)의 인쇄가 끝나게 된다. 이러한 마지막 단계를 유효하게 하기 위해, 스크린 셰이퍼(18)는 그것의 각각의 액추에이터(68) 및 액추에이터(62)에 의해 상승된 지지부재(60)에 의해 수축되며, 그리하여, 베이스 레일(58) 및 스크린 셰이퍼(18)의 모든 것을 하나의 단위로 상승시킨다. 스퀴지 조립체(20)는 유사하게 축(88) 및 액추에이터(92)에 의해 상승된다. 바람직하게, 스퀴지 조립체가 유사하게 상승된 후, 스퀴지 조립체(20)는 이 조립체가 스크린 셰이퍼(18)의 모든 것 밑으로 지나가도록 허용하는 높이로 상승된다. 스크린(40)을 가로질러 스퀴지 조립체(20)를 당기기 위한 메카니즘(42)은 모터(106)에 의해 반대로 되며, 롤러(98)는 장치 프레임(12)의 하나의 면을 향해 그것의 초기 위치로 프린트 헤드(90)를 움직이도록 가이드 레일(100)을 따르도록 한다. 고정물(14)은 장치(10)의 밖에 일반적으로 놓여지는 위치로 레일(30)을 따라 철회되고, 진공 원(38)은 비활성이되고, 진공 컵(36)은 적절한 테이크-아웃 장치(미도시)로 기판(32)을 방출한다. 또 다른 기판(32)은 고정물(14) 내로 놓여지고, 과정이 반복된다.
상술한 바와 같이, 스퀴지 조립체(22) 및 스크린 셰이퍼 조립체(18)에 선택적인 것으로, 추가된 구조가 도 8A, 도 8B 및 도 8C가 도시된다. 일반적으로, 한 제작 실시예에서, 스크린 셰이퍼의 수축 및 연장은 기계적으로 기판(32) 및 스크린(40)을 가로질러 스퀴지의 움직임에 기계적으로 연결된다.
도 8A에 도시되어 있는 바와 같이, 일반적으로 부호 150으로 도시된 스퀴지 조립체는 프린트 헤드(152)에 유사하게 연결되고, 스퀴지(158)를 지지하기 위해 압 력 플레이트(156)를 통해 축(154)에 결합되는 액추에이터(미도시)에 의해 상승되거나 하방으로 향한다. 프린트 헤드(152)의 반대 단부는 가이드 블록(160) 상에서 지지된다. 가이드 블록(160)은 모터(미도시) 또는 다른 수단과 같은 액추에이터에 결합되는 체인(170)에 의해 레일(162)을 따라 선형으로 이동가능하다. 선택적으로, 프린트 헤드(152)는 가이드 블록(160)으로부터 분리되어 지지되고, 이하 서술되는 두 개의 셰이퍼 세트 사이에서 갭 내에서 및 일치하여 이동하도록 조절되어 진다.
상기 스크린 형상 조립체(161)에서, 스퀴지 조립체의 제조는 그것이 스크린을 가로질러 당겨지는 바와 같이 스퀴지 전체에 걸쳐 또는 통하여 각각의 스크린 셰이퍼가 지나도록 하는 것을 허용하도록 그 안에 제공되는 구체적인 개구 또는 간극을 가질 필요가 없다. 오히려, 이 제2 실시예의 스크린 형상 조립체(161)는 가이드 블럭(160)의 반대면으로부터 연장하는 두 개의 완벽한 셰이퍼 세트를 일반적으로 포함한다. 상기 세트는 유사하게 제조되고, 상기 서술한 바와 같이, 스퀴지 조립체(150)는 스크린(40)을 가로 질러 당겨지는 바와 같이, 스크린 형상 조립체(161)의 한 세트는 스퀴지(158)의 전방에서 스크린 셰이퍼가 스크린(40)으로부터 벗어나도록 상부로 올리고, 다른 세트는 그 스크린 셰이퍼를 스퀴지(158) 후방에 있는 스크린(40) 상으로 놓도록 한다.
스크린 형상 조립체(161)의 부분으로서, 두 개의 스프로켓 휠(168, 또는 풀리)는 가이드 블록(160)의 각각으로부터 내측으로 뒤에 돌축되는 축(166) 상으로 이송된다. 그 후에, 스프로켓 휠(168)은 가이드 블록(160)과 함께 움직이고, 그러 나 축(166) 상에서 자유롭게 회전할 수 있다.
스프로켓 휠(168)의 양쪽에서 일반적으로 결합되는 것은 체인(170), 벨트 또는 다른 컨베이어 수단이다. 체인(170)은 고정된 길이이고, 장치(10)의 하나의 사이드에 인접하여 부착된 하나의 단부를 가지며, 제1 부분(172)은 스프로켓 휠(168)의 하나에 접촉하고, 제2 부분(174)은 장치(10)에 상대적인 위치에 고정되는 하나 또는 그 이상의 추가적인 스프로켓 휠(176)에 결합한다. 체인(170)의 제3 부분(178)은 다른 스프로켓 휠(168)에 결합하고, 가이드 블럭(160)에 부착된다. 그리하여, 체인(170)은 경계를 가지게 되며, 장치(10)의 반대 사이드에서 장치(10)에 부착된다. 그리하여, 고정된 단부의 양단에서, 체인(170)의 상대적인 부분은 레일(162)을 따라 이동되는 것과 같이 움직인다.
소정 간격에서 체인(170)으로부터 매달려지는 것은 베일(180)이다. 베일(bail, 180)은 블럭 또는 다른 결합부(coupling, 184)를 장착하도록 하는 것에 의해 체인(170)으로 그 단부(182)에서 연결된다. 베일(180)은 도 8C에 도시된 바와 같이, 스크린(40)을 향해 결합부(184)로부터 내측으로 달려있고, 결합부(184)에 관하여 자유롭게 회전할 수 있으나, 스크린(40)과 접촉하고 있는 위치인 연장된 위치에서는 고정된다. 결합부(184)는 베일(180)의 고정된 방위를 유지하도록 허용하기 위해 고정 메카니즘을 갖는다. 부가적으로, 베일(180)은 그 단부(182)로부터 기판(32)의 형상에 대응하도록 형성되어 있는 일치된 부분(186)으로 하방으로 향하도록 경사를 지닌다.
일치된 부분(186) 상에 위치하는 것은 일련의 스크린 셰이퍼(188)이다. 스 크린 셰이퍼(188)는 베일(180)의 일치되는 부분(186)이 지나가는 부분을 통하여 한정되는 보어(bore) 또는 채널을 갖는 발포 블럭으로 제조될 수 있다. 바람직하게, 스크린 셰이퍼(188)는 일치되는 부분(186) 상에 장착되고, 그리하여 그것은 이를 따라 움직이고, 만일 바람직하게는, 스크린(100) 및 기판(130)에 상대적인 적절한 위치에서 재위치된다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 스크린 셰이퍼(188)는 마찰에 의한 결합에 의해 일치되는 부분(186) 상에 유지될 수 있다. 추가적으로, 스크린 셰이퍼(188)는 일치되는 부분(186)으로 장착될 수 있고, 따라서, 바람직하다면 베일(180)로부터 스크린 셰이퍼(188)의 제거를 가능하게 할 수 있다.
도 8A에 도시된 바와 같이, 체인(170)이 그 단부의 양쪽에서 고정되기 때문에, 체인이 구동되는 바와 같이, 스프로킷 휠(168)은 체인(170)이 그 주위를 회전할 수 있도록 한다. 체인(170)이 회전하게 됨에 따라, 스퀴지(158)의 움직임의 방향의 전면에 놓이게 되는 스크린 셰이퍼(188)는 그 것의 각각의 베일 및 결합부(180, 184)가 리드 스프로킷 휠(168) 주변으로 이동함에 따라 스크린(40)이 벗겨지게 하는 원인이 된다. 반대로, 스퀴지(158)가 후방에서 끌리면서, 체인(170)은 끌리는 스프로킷 휠(168)에 대해 회전하여, 각각의 베일 및 결합부(184)가 그 주변으로 움직이게 됨에 따라 스크린(40) 상으로 스크린 셰이퍼(188)를 낮추어 놓도록 한다. 도 8A 및 도 8B는 스퀴지(158)가 도 8B에 도시된 제2 위치로부터 초기에 움직임을 시작한 후로부터 도 8A에 도시된 위치로부터 스퀴지 조립체(150)의 움직임을 설명하며, 여기서, 스퀴지(158)는 인쇄 사이클을 통해 앞으로 더 나아가고, 일반적으로 왼쪽으로부터 오른쪽으로 나아간다. 상술한 바와 같이, 다른 실시예에 서, 프린트 헤드(152)는 독립적으로 지지되어 움직이게 될 수 있다. 이 방식으로 제공되는 경우, 프린트 헤드(152)의 움직임은 셰이퍼의 두 세트의 움직임에 결합되고, 따라서, 프린트 헤드(152)는 셰이퍼의 두 개의 세트 사이에서의 갭에 놓여져 남아 있다.
도 9는 본원발명의 다른 실시예를 도시하며, 탄력적인 스크린(100), 바람직하게는 모노필라멘트 폴리에스테르 물질로 제조된다. 비록 스크린 인쇄의 기술분야에서 당업자에게 알려져 있는 안료를 포함하는 물질(미도시)을 수용 및 전사할 수 있는 다른 탄력적인 물질이 사용될 수 있다. 하나의 구체적인 이미지(102)가 스크린(100) 상으로 묘사될 때, 어떤 이미지가 본원발명의 기술적 범위를 벗어다는 것 없이 어느 형상, 디자인 및/또는 패턴을 갖는 스크린(100) 상으로 제공될 수 있다.
스크린(100)은 스크린(100)을 지지하는 스크린 프레임(104) 상에 위치하고, 바람직하게는 스크린(100)의 하나 또는 그 이상의 에지에 부착한다. 스크린 프레임(104)은 탄력적인 스크린(100)을 구비한 보완적인 형상으로 변형하도록 프레임(104)을 허용하기 위해 적어도 두 개의 위치에서 탄력 또는 굽혀지도록 설계된다. 바람직하게는, 스크린 프레임(104)은 복수의 위치에서 탄력을 갖도록 설계되고, 그것이 탄력적인 스크린(100)으로 변형하도록 허용하는 적어도 2차원으로 설계된다. 바람직하다면, 견고한 스크린 프레임은 선택적으로 하기 서술하는 바와 같이 스크린 접촉 구조(140, 142)와 함께 사용될 수 있다.
스크린(100)과 함께 탄력을 갖도록 하기 위해, 스크린 프레임(104)은 그 섹 션(108) 사이에서 하나 또는 그 이상의 힌지(106)로 제공될 수 있다. 다른 장치 및 당업계에서 알려져 있는 구조는 프레임(104)이 본원발명의 범위 내에서 탄력을 갖도록 하는 것을 허용한다. 예를 들면, 스프링 스틸과 같은 탄성 물질이 프레임(104)이 탄력을 갖도록 또는 굽힘을 갖도록 스크린 프레임(104)의 섹션의 사이에서 놓여질 수 있다. 비록, 스프링 스틸이 개시되어 있을지라도, 당업계의 당업자는 어떤 탄력적인 물질이 사용되는 것을 가능하게 한다. 한 제조예에서, 그것의 이미 변형된 조건으로 복귀하는 물질을 갖는 것이 바람직하며, 그리하여, 변형된 후, 프레임(104) 및 스크린(100)을 원래의 플랫 위치로 가도록 한다.
도 9에 묘사되고 있는 실시예에서, 스크린 프레임(104)의 섹션(108)은 복수의 플레이트로 제공되고, 스크린(100)의 제1 에지(110) 및 제2 에지(112)를 따라 힌지(106)에 의해 결합된다. 추가적인 섹션(114)은 스크린(100)의 제3 에지(116) 및 제4 에지(118)를 따라 놓여지게 된다. 갭(120)은 섹션(114)의 각각의 사이에서 선택적으로 제공될 수 있으며, 섹션(114)에 대해 도시된다. 탄력적인 프레임(104) 및 스크린(100)은 갭(120)의 결과로 굽혀지도록 허용된다. 섹션(108, 114)은 어떤 길이, 폭 또는 수가 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 섹션(108, 114) 및 힌지(106) 및 갭(120)은 스크린(100)이 어떤 형상으로 변형하도록 하는 것을 허용한다. 예를 들면, 스크린(100)은 볼록, 오목, 평면 및/또는 원추형상으로 변형될 수 있다. 추가적으로, 스크린(100)은 상기 형상의 어떤 결합으로 변형될 수 있으며, 이것은 복합적인 형상으로 설계된다.
갭(120)은 강도, 안정성 및/또는 탄성을 추가하도록 하는 것에 의해 또한 강화될 수 있다. 예를 들면, 스프링 스틸, 또는 어떤 다른 탄성 물질이 어느 위치에 및 어느 양으로 추가될 수 있으며, 또는 각 갭(120)에 인접한 부분에 있을 수 있다. 추가적으로, 또는 선택적으로, 섬유, 망사, 폴리아미드, 플라스틱 및/또는 추가적인 스크린 물질 및/또는 전술한 어느 층은 강도 및/또는 안정성을 위해 어느 위치에 어느 양으로 각각의 갭에 인접한 또는 내에 위치될 수 있다. 만일 추가적인 스크린 물질이 사용되면, 전체 스크린을 위해 사용되는 같은 스크린 물질 또는 다른 조악한(coarser) 또는 미세한(finer) 스크린 물질이 사용될 수 있다.
도 9는 스크린(100)의 제3 에지(116) 및 제4 에지(118)를 따라 각각 놓여지는 섹션(114)에 부착되는 제1 케이블 조립체(122) 및 제2 케이블(124)를 또한 설명한다. 케이블(122, 124)은 금속 및/또는 플라스틱과 같은 어떤 다른 물질로부터 제조될 수 있으며, 그들은 어느 정도의 강성을 갖는다. 바람직하게, 제1 케이블 조립체(122) 및 제2 케이블 조립체(124)의 각각의 단부는 하나 또는 그 이상의 수동으로 또는 자동으로 동작하는 장력 및/또는 이완하는 메카니즘(126)에 부착된다. 바람직하게, 각각의 케이블 조립체(122, 124)는 충분한 스크린 장력 및/또는 스크린 이완 조절을 충분히 제공하도록 적어도 두 개의 케이블을 포함한다.
장력 메카니즘(126)에 부가하여, 프레임 셰이퍼(127)가 하기 서술하는 바와 같이 기판(130)의 형상에 보다 바람직하게 대응하는 형상으로 스크린 프레임(104)을 변형하기 위해 제공된다. 프레임 셰이퍼(127)는 프레임의 세그먼트(108, 114)에 직접적으로 결합될 수 있고, 스크린을 위치시키도록 하는 것을 돕기 위해 어떤 작용 수단(예를 들어, 기계적, 공압, 유압, 전기, 서보 모터)와 같은 수단이 이용된다. 도 9 내지 도 11에서, 프레임 셰이퍼(127)는 제3 에지 및 제4 에지(116, 118)를 한정하는 스크린 프레임(104)의 부분과 연관되어 도시된다. 프레임 셰이퍼(127)는 추가적으로 및 선택적으로 스크린(100)의 제1 및 제2 에지(110, 112)를 따라 제공될 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 기판 고정물(128)은 인쇄가 바람직하게 되는 부분으로 하나 또는 그 이상의 기판(130)을 지지하기 위해 제공된다. 바람직하게, 기판 고정물(128)은 기판(130)에 보완적인 형상이다. 바람직한 실시예에서, 기판 고정물(128)은 기판(132)을 견고하게 수용하거나 지지하기 위한 적어도 하나의 홈이 형성된 부분(recessed portion, 134)을 갖는다. 기판 고정물(128)은 구체적으로 하나의 기판(130)으로 설계될 수 있고, 또는 다른 형상, 굴곡 및/또는 디자인을 갖는 각각의 복수의 기판을 허용할 수 있도록 설계된다. 만일 기판 고정물(128)이 복수의 기판을 허용하도록 설계된다면, 조정 메카니즘(미도시)은 기판 고정물(128) 상에 또는 내에 바람직하게 제공된다. 기판 고정물(128)은 하나의 구조물 또는 복수의 구조물이 될 수 있다.
기판 고정물(128)은 하나 또는 그 이상의 진공원(134)에 연결된다. 다수의 포트(136)는 기판(130) 및 진공원(134)과 유체 소통하는 홈 부분(recessed portion, 132)에 제공된다. 진공원(134)의 활동과 함께, 기판(130)은 기판 고정물(128)에 선택적으로 고정된다.
기판(130)은 평면이 될 수 있고, 및/또는 하나 또는 그 이상의 오목한 면, 하나 또는 그 이상의 볼록한 면, 하나 또는 그 이상의 원추면, 또는 그들의 결합이 될 수 있다. 복합면은 하나 또는 그 이상의 볼록, 오목, 평면 및/또는 원추면의 결합 또는 적어도 부분적인 결합에 의해 제작된다. 바람직하게, 기판(130)의 내면(138)은 하기 서술된 방법을 사용하여 인쇄될 것이다.; 그러나, 그것은 기판(130)의 어느 표면에 인쇄하기 위한 것은 본원발명의 범위 내이다.
도 10 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 내부 접촉 구조(140) 및 외부 접촉 구조(142)는 수동 및/또는 자동 수단에 의해 인접한 스크린(100)에 위치한다. 상기 수단은 상기 접촉 구조물(140, 142)이 하나로써 조절할 수 있도록 또는 접촉 구조물(140, 142)이 각각에 대하여 독립적으로 이동될 수 있다. 내부 및 외부 접촉 구조물(140, 142)은 일체의 구조물 또는 복합 구조물이 될 수 있다. 그러한 구조물에도 불구하고, 그들은 바람직하게 기판(130)에 보완적인 형상이 되는 표면 또는 에지를 갖는다.
수동 및/또는 자동 수단이 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 기판(130)에 보완적인 형상으로 스크린(100)을 변형하기 위해 스크린(100)과 접촉하는 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142)에 놓여진다. 구체적으로 설명되는 실시예에서와 같이, 내부 및 외부 접촉면(140, 142)은 그들이 스크린(100)과 접촉할 때, 적어도 부분적으로 스크린(100) 상에서 이미지(102)를 에워싼다. 예를 들면, 내부 접촉 구조물(140)은 이미지(102) 내에 위치될 수 있고, 외부 접촉 구조(142)는 하기 자세히 서술되는 바와 같이 인쇄를 촉진하도록 하기 위해 이미지(102) 외부에 놓여질 수 있다. 본원발명은 스크린(100)을 기판(130)의 형상에 일치하도록 하기 위해 하나 또는 그 이상의 접촉 고정물 세트를 포함한다.
바람직하게, 인쇄 잉크와 같은 안료를 포함하는 물질을 위치시키기 위한 적어도 하나의 고정물(묘사되지 않음)이 스크린(100)에 인접하여 제공된다. 고정물은 스크린이 변형되기 이전에 이미 결정된 시간에서 스크린(100)의 상부 표면으로 안료-포함하고 있는 물질의 이미 결정된 양을 전달하기 위해 설계된다. 당업계에 공지된 기술로 알려진, 플러드 바(미도시)는 스크린(100)의 상부 표면을 가로질러 안료-포함하는 물질을 균등하게 분배하기 위해 제공된다. 도 10 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 수동으로 또는 자동으로 구동되는 아암(144)은 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142) 및 스크린(100)에 인접하여 위치한다. 바람직하게, 아암(144)은 예를 들면, 하나 또는 그 이상의 서보 모터(146) 또는 다른 이동 수단을 통해 x-y-z 방향으로 이동할 수 있다. 당업계에서 일반적으로 공지되어 있는 적어도 하나의 스퀴지(146)는 아암(144)에 피봇(pivot) 부착된다. 스퀴지(146)는 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142) 사이의 공간에 적합하도록 형성된다. 기판(32)에서 굴곡의 정도에 따른 아암(144)의 분절 특성 및 제작에 의해, 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142)는 제거될 수 있다.
도 9 및 도 10의 실시예를 사용하는 인쇄 방법은 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 스크린 프레임(104) 내에 위치하는 이미지(102)를 갖는 스크린(100)을 제공한다. 장력 메카니즘(126)은 스크린(100) 내에 바람직한 장력이 놓이도록 소정 량의 힘을 구비하여 케이블(122, 124)을 밀도록 한다. 스크린(100)이 상대적으로 평평안 위치에 놓여지면, 안료를 함유하는 물질(미도시)은 반드시 요구되는 것은 아니 나 바람직하게 스크린(100) 상으로 제공된다. 플러드 바(미도시)는 이미지(102)를 가로 질러 안료를 포함하는 물질을 균등하게 분배하도록 스크린(100)의 표면을 쓸도록 한다.
장력 및 플러드 단계 동안, 이전 또는 후에, 기판(130)은 기판 고정물(128)에 위치된다. 바람직하게, 진공원(134)은 기판 고정물(128) 내에서 홈 부분(132)상으로 기판(130)을 고정하기 위해 결합된다.
유사하게, 또는 다른 시기에서, 기판 고정물(128)은 자동 또는 수동 수단에 의해 스크린(100) 저면에 놓여지고, 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142)은 스크린(30) 상에 놓여진다. 바람직하게, 장력 메카니즘(126)은 각각의 케이블(122, 124) 세트가 소정량만큼 이완되도록 하고, 스크린(100)은 기판(130)의 형상에 일치한다. 프레임 셰이퍼(127)는 또한 스크린(100)을 기판(130)으로 일치하도록 하는 것을 돕기 위해 동작될 수 있다. 설명되고 있는 실시예에서, 내부 접촉 고정물(140)은 이미지(102) 내부에 스크린(100)의 부분에 접촉하도록 놓여지고, 그리고 나서 외부 접촉 고정물(142)은 자동 또는 수동 수단과 함께 이미지(102) 외부에서 스크린(100)의 부분에 접촉하여 놓여진다. 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142)은 기판(130)에 대하여 인접하는 부분에 스크린(100)을 고정, 안정화 및/도는 위치시키도록 한다.
아암(144)은 도 10에 도시된 바와 같이 스크린(100) 상에 위치시키고, 내부 접촉 고정물 및 외부 접촉 고정물(140, 142) 사이에서 스퀴지(148)를 놓고, 서보 모터(146)를 통해, 도 11에 도시되는 바와 같이 이하에서 기판(130) 상에 인쇄에 영향을 주도록 스크린(100)을 가로질러 스퀴지(148)를 당기거나 및/또는 밀도록 한다. 프레임 셰이퍼(127)가 배치될 때, 실시예에서 서보 모터(146)를 통해 아암(144)의 분절 능력 때문에, 장치는 내부 및 외부 접촉 고정물(140, 142) 없이도 동작할 수 있다.
인쇄 후, 아암9144)은 스크린(100)으로부터 스퀴지(148)를 제거하고, 외부 접촉 고정물(142)은 제거되며, 그리하여 스크린(100)의 일부분이 기판(130)으로부터 벗겨지도록 한다. 다음에, 내부 접촉 고정물(140)은 제거되어, 스크린(100)의 남아 있는 부분이 기판(130)으로부터 벗겨지도록 한다. 스크린 셰이퍼(127)는 수축하고, 장력 메카니즘(126)은 스크린(100)에 장력을 주고, 기판(130)으로부터 평평한 위치에 놓이도록 케이블(122, 124)을 당기도록 한다. 기판 고정물(128)은 스크린(100)으로부터 하방향으로 향하고, 인쇄된 기판(130)은 제거된다.
본원발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상기 방법, 구성 및 구조에서 다양한 실시예가 행해질 수 있는 바와 같이, 상술한 바와 같은 모든 기계구조 및/또는 상호작용 모드를 포함하는 본원발명에서 포함되어 있는 모든 문제는 하기 서술되는 청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 이해될 수 있다.

Claims (32)

  1. 스크린 및 스크린 프레임을 포함하는 스크린 조립체;
    상기 스크린 조립체와 일반적으로 정합하는 기판을 지지하는 적어도 하나의 지지면에서 한정되는 기판 고정물;
    상기 연장된 지점에서 상기 셰이퍼는 상기 스크린 조립체와 맞물리고, 상기 연장된 지점으로 상기 셰이퍼의 적어도 일부의 움직임은 상기 스크린이 상기 기판의 3차원 면에 일반적으로 일치하게 하는 들어간 지점과 연장된 지점 사이에서 각각 이동될 수 있는 복수의 셰이퍼를 포함하는 형상 조립체;
    그 길이를 따라 탄력을 가지며, 상기 스퀴지가 당겨지는 경우 접촉 에지를 따라 상기 3차원 표면에 계속적으로 맞닿게 되는 스퀴지를 포함하는 스퀴지 조립체; 및
    상기 인쇄 매체의 적어도 일부분을 상기 스크린의 다공성 부분을 통해 밀어 넣어 3차원 표면 상으로 놓도록 하는 상기 스크린을 따라 상기 스퀴지를 당기기에 적합하며 상기 스퀴지 조립체에 결합되는 메카니즘;을 포함하여 형성되되,
    상기 스크린은 탄력있는 망사 물질로 형성되고, 상기 스크린의 적어도 일부분은 다공성으로 형성되어, 상기 다공성 부분을 통해 인쇄 매체의 통과를 허용하며, 상기 스크린 프레임은 상기 스크린에 대해 일반적으로 주변을 한정하고 상기 주변 내에서 상기 스크린을 지지하도록 하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셰이퍼는 상기 연장된 지점에서 상기 스크린과 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셰이퍼의 적어도 일부는 상기 들어간 지점에서 상기 스크린 조립체로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 스크린 인쇄 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셰이퍼가 연장된 지점에 있는 경우, 상기 스크린은 3차원 표면에 상대적인 비-접촉 지점서 유지하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셰이퍼는 액추에이터에 의해 연장될 수 있는 액추에이터 아암에 결합되는 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액추에이터는 공압 액추에이터인 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 액추에이터는 서보-모터인 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 아암은 평평함 또는 곡선 중 어느 하나로 형성되는 접촉면을 갖는 접촉부재에서, 그 말단부에서 종결되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 망사 물질은 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 망사 물질은 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으 로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스크린 프레임은 탄력적인 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스크린 프레임은 적어도 한 방향에서 탄력적인 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스크린 프레임은 상기 셰이퍼와 결합하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 스크린 프레임은 세그먼트된 구조물을 가지며, 인접한 세그먼트는 서로 연결되고 서로에 대해 이동가능한 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 세그먼트는 서로 힌지 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 세그먼트는 서로 맞물려 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 셰이퍼는 스크린 셰이퍼와 프레임 셰이퍼를 포함하여 형성되고, 상기 스크린 셰이퍼는 상기 연장된 지점에서 상기 스크린과 접촉하고, 상기 프레임 셰이퍼는 상기 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 메카니즘은 3차원 표면의 일부에 상기 스퀴지를 일치하도록 상기 스퀴지에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 스퀴지와 결합하는 메카니즘은 상기 스퀴지의 길이를 따라 인쇄 압력을 적용하기에 적합하고 일반적으로 3차원 표면에 수직한 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 스퀴지와 결합하는 메카니즘은 액추에이터에 각각 결합되는 복수의 로드를 포함하되, 상기 로드는 상기 액추에이터에 의해 연장되거나 수축될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 셰이퍼는 컨베이어에 의해 운반되는 베일(bail)을 포함하되, 상기 컨베이어는 상기 셰이퍼를 연장 및 수축하기에 적합하고, 상기 베일은 기판을 가로질러 연장하는 중앙 부분을 구비하며, 일반적으로 3차원 표면의 일부에 일치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    적어도 하나의 접촉부는 상기 베일의 상기 중앙 부분에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 베일의 중앙 부분을 따라 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 스퀴지를 당기기에 적합한 상기 메카니즘는 상기 컨베이어에 결합되어 이동되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 기판 고정물은 상기 지지 표면 주위로 상승된 표면 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 상승된 표면 부분은 상기 기판 고정물의 적어도 하나의 측면을 따라 안정된 위치에서 상기 스크린을 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면상으로 이미지를 인쇄하기 위한 인쇄 장치.
  27. 스크린 프레임에 의해 지지되는 스크린을 갖는 스크린 조립체를 기판의 3차원 표면 상에 위치시키는 단계;
    인쇄 매체를 스크린에 적용시키는 단계;
    일반적으로 3차원 표면의 형상과 일치하도록 스크린을 형성하는 단계;
    상기 형성된 스크린을 따라 스퀴지를 당기는 단계; 및
    상기 스크린에 의해 한정되는 이미지를 인쇄 매체를 통해 기판 상으로 전사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면 상으로 이미지를 인쇄하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 스크린을 형성하는 단계는 상기 스크린 프레임을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면 상으로 이미지를 인쇄하는 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 스크린을 형성하는 단계는 상기 3차원 표면에 관하여 상기 스크린을 위치하도록 상기 스크린과 접촉하는 적어도 하나의 셰이퍼를 연장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면 상으로 이미지를 인쇄하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    스퀴지가 스크린을 따라 당겨지는 것과 같이, 스퀴지의 전방에 놓여 있는 셰이퍼를 스크린과 함께 접촉부로부터 선택적으로 수축하도록 하는 단계 및 스퀴지의 후방에 놓여 있는 셰이퍼를 스크린과 함께 접촉부 내로 선택적으로 연장하도록 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면 상으로 이미지 를 인쇄하는 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 형성된 스크린을 따라 스퀴지를 당기는 단계는 스퀴지의 이동 방향에 상대적인 스퀴지의 각을 변화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면 상으로 이미지를 인쇄하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 각은 스퀴지의 이동 방향 및 상기 스퀴지의 길이 사이에서 한정되는 것을 특징으로 하는 기판의 3차원 표면 상으로 이미지를 인쇄하는 방법.
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